电子设备高频化是发展趋势,尤其在无线网络、卫星通讯的日益发展,信息产品走向高速与高频化,及通信产品走向容量大速度快的无线传输之语音、视像和数据规范化.因此发展的新一代产品都需要高频电路板。

一、高频电路板应用如下:

应用场所                        使用频率

Cellular & Pager Telecom.1-3 GHz

个人接收基地台或卫星发射13-24 GHz

汽车防碰撞系统(CA)        75GHz

直播卫星系统(DBS)        13GHz

卫星降频器(LNB/LNA)           2-3GHZ

家庭接收卫星                12-14GHz

全球卫星定位系统(GPS)      1.57/1.22GHz

汽车、个人接收卫星      2.4GHz

无线携带通信天线系统        14GHz

卫星小型地面站(VSAT)        12-14GHz

数字微波系统(基站对基站接收)10-38GHz

二、高频基板材料的基本特性要求有以下几点:

1.介质损耗 (Df)必须小,这主要影响到信号传送的品质, 介质损耗越小使信号损耗也越小。

2.吸水性要低、吸水性高就会在受潮时影响介电常数与介质损耗。

3.介电常数 (Dk)必须小而且很稳定,通常是越小越好信号的传送速率与材料介电常数的平方根成反比,高介电常数容易造成信号传输延迟。

4.其它耐热性、抗化学性、冲击强度、剥离强度等亦必须良好。

5.与铜箔的热膨胀系数尽量一致,因为不一致会在冷热变化中造成铜箔分离。

三、目前采用较多的高频电路板基材(PTFE)、FR-4或PPO基材这三种高频基板物性比较如下: 

物性                     氟系高分子    陶瓷 PPO      环氧  FR-4

介电常数 (Dk)        3.0                 0.04-3.38         0.05-4.4

介质损耗(Df)10GHz      0.0013       0.0027        0.02

剥离强度 (N/mm)1.041.05             2.09             --

热传导性 (W/m/0K)0.50           0.64          --

频率范围        300MHz-40GHz800MHz-12GHz300MHz-4GHz

温度范围 (℃)        -55-288     0-100             -50-100

传输速度 (In/sec)7.95           6.95             5.82

吸水性 (%)        低               中               高

现阶段所使用的环氧树脂、PPO树脂和氟系树脂这三大类高频基板材料,以环氧树脂成本最便宜,而氟系树脂最昂贵;而以介电常数、介质损耗、吸水率和频率特性考虑,氟系树脂最佳,环氧树脂较差。当产品应用的频率高过10GHz时,只有氟系树脂印制板才能适用。显而易见, 氟系树脂高频基板性能远高于其它基板,但其不足之处除成本高外是刚性差,及热膨胀系数较大。对于聚四氟乙烯(PTFE)而言,为改善性能用大量无机物(如二氧化硅SiO2)或玻璃布作增强填充材料,来提高基材刚性及降低其热膨胀性。另外因聚四氟乙烯树脂本身的分子惰性,造成不容易与铜箔结合性差,因此更需与铜箔结合面的特殊表面处理。处理方法上有聚四氟乙烯表面进行化学蚀刻或等离子体蚀刻,增加表面粗糙度或者在铜箔与聚四氟乙烯树脂之间增加一层粘合膜层提高结合力,但可能对介质性能有影响。