RF PCB特指頻率超越1GHz的PCB電路板,雖然在行業內的精確定義可能有所出入,但這類PCB憑藉其出色的物理特性、高精密度及嚴苛的技術指標,在通信系統、汽車ADAS(高級駕駛輔助系統)、衛星通訊及無線電系統等尖端領域得到了廣泛應用。
除了射頻系統外,現代設備還綜合了數位處理與介面模組。 隨著消費者對更快互聯網接入、移動高清視頻流及物聯網(IoT)服務的需求日益增長,PCB不僅要滿足高頻效能標準,還需支撐高速數位材料傳輸。 IoT、5G網絡、大材料中心等商業應用以及日益增多的個人設備應用,持續推動著數位通信系統對速率要求的提升。 據統計,材料速率的快速增長已促使高速數位系統的頻寬幾乎每三年就實現一次倍增。
RF PCB與常規FR-4 PCB的差异,雖在生產流程上有所相似,但覈心在於材料内容的不同。 RF PCB採用的覈心材料是專為高頻高速應用設計的覆銅板,這種材料具備低介電常數(Dk)和低介電損耗因數(Df)的特點,對確保訊號傳輸的速度與質量至關重要。
RF PCB vs FR-4 PCB介電常數(Dk)對比
1、RF PCB要求基材具有穩定且較低的介電常數,因為訊號的傳播速度與材料介電常數的平方根成反比,高介電常數會導致訊號延遲。
2、相比之下,常規FR-4 PCB對介電常數的要求較為寬鬆,主要滿足基本電路連接需求。
RF PCB vs FR-4 PCB的介電損耗因數(Df)對比
1、RF PCB要求基材的介電損耗極低,以减少訊號傳輸過程中的衰减和熱量積累。
2、常規FR-4 PCB在此方面的要求則相對較低。
RF PCB vs FR-4 PCB的阻抗特性對比
1、阻抗控制是高速設計的基本原則之一,RF PCB對此有嚴格規定,以確保訊號傳輸的穩定性和完整性。
2、常規FR-4 PCB在阻抗控制方面的要求通常較為靈活。
RF PCB vs FR-4 PCB的吸水性對比
1、 RF PCB要求基材吸水率低,防止因受潮而導致介電常數和介電損耗的變化。
2、常規FR-4 PCB在這方面的要求則較為寬鬆。
RF PCB vs FR-4 PCB
RF PCB的材料特性:覈心關注點在於介電常數(Dk)與介電損耗因數(Df)的數值及其一致性與穩定性。 這些參數對於確保訊號傳輸的質量與效率至關重要。
應用場景:RF PCB的廣泛應用於通信系統、汽車ADAS(高級駕駛輔助系統)、衛星通信等多個領域,滿足日益增長的高頻高速訊號傳輸需求。
高速的材料特性:主要聚焦於介電損耗(Df)的優化。 市場上常用的高速材料依據介電損耗的大小被劃分為不同等級,以滿足不同應用的需求。
RF PCB不僅關注介電常數(Dk)的穩定性和變化範圍,還重視材料介質厚度、溫漂係數以及頻閃效能等關鍵名額。 RF PCB材料主要分為聚四氟乙烯(PTFE)類和非PTFE類,根據具體應用領域選擇合適的材料類型。
聚苯醚(PPO或PPE)材料:近年來備受矚目,其介電效能僅次於PTFE,且加工效能更佳。 在高速板中的極低損耗(Very Low Loss)和超低損耗(Ultra Low Loss)應用中,改性PPO樹脂如松下M6、M7N以及聯茂的IT968、IT988GSE等已成為主流選擇。
RF PCB解決方案:儘管PTFE和PCH材料在介電損耗(Df)和介電常數(Dk)方面表現出色,但其加工效能限制了在高多層板和HDI板中的應用。 為解决這一問題,材料開發商採用改性PPO樹脂製作高頻板,如聯茂推出的IT-88GMW、IT-8300GA、IT-8350G、IT-8338G、IT-8615G等高頻板材,通過混合改性PPO樹脂和碳氫樹脂,既滿足了高頻訊號傳輸需求,又大幅提升了材料的可加工性。
RF PCB的未來發展趨勢:隨著5G通信技術的不斷演進,高頻產品對PCB的要求日益嚴格。 高頻訊號傳輸需要更低的介電損耗(Df)和更穩定的介電常數(Dk),同時產品小型化和統一化趨勢推動PCB電路板向高多層和HDI方向發展,對材料的可加工性提出更高要求。 囙此,聚苯醚(PPO或PPE)樹脂因其優异的介電效能和加工效能,展現出良好的發展前景,將成為未來RF PCB的重要發展方向。