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PCB高频板材有哪些

来源:深圳普林电路 日期:2025-03-31 浏览量:

作为高频电路的核心载体,PCB高频板材的性能优劣直接影响着整个电路系统的性能表现。那么,究竟有哪些常见的PCB高频板材呢?它们各自又有怎样的特点和应用场景?


PCB高频板材有哪些

有机材质高频板材

酚醛树脂板材

酚醛树脂是一种历史悠久的有机高分子材料,在PCB领域也有一定应用。它具有较好的机械性能和加工性能,成本相对较低。酚醛树脂板材的介电常数通常在4-6之间,在一些对成本敏感且频率要求不是特别高的低频段应用中,如简单的通信模块、小型射频设备等,酚醛树脂板材能够满足基本需求。然而,随着频率升高,其信号损耗会明显增加,限制了它在高频段的广泛应用。


玻璃纤维/环氧树脂板材

玻璃纤维/环氧树脂板材是目前应用较为广泛的PCB板材之一,常见的FR-4就属于此类。它综合性能良好,机械强度高,尺寸稳定性好,具有一定的耐化学腐蚀性。在低频到中频段,其介电常数一般在4.2-4.7左右,能够适应大多数常规电子设备的需求,如电脑主板、普通通信线路板等。但当频率超过1GHz后,其介电常数和介质损耗因数会发生变化,信号传输损耗增大,在高频高速应用中需要对其进行改良或与其他材料结合使用。为了满足高频应用需求,厂家对玻璃纤维/环氧树脂体系进行了优化,开发出了一系列高频专用型号。这些改良后的板材通过优化树脂配方、选用特殊玻璃纤维布等方式,降低了介电常数和介质损耗因数在高频下的变化,提高了信号传输性能,可应用于一些对成本和性能有综合要求的高频通信设备,如5G基站的部分非关键射频电路。


聚酰亚胺板材

聚酰亚胺板材以其出色的耐高温性能、良好的机械性能和电气性能而备受关注。它的玻璃化转变温度较高,通常在250℃-350℃之间,这使得它在高温环境下仍能保持稳定的性能,非常适合应用于航空航天、汽车电子等对可靠性和耐高温要求极高的领域,如卫星通信电路板、汽车发动机附近的电子控制模块。聚酰亚胺板材的介电常数一般在3-4之间,介质损耗因数也较低,在高频下能有效减少信号传输损耗,保证信号的稳定传输。不过,其成本相对较高,加工难度较大,一定程度上限制了它的更广泛应用。


双马来酰亚胺三嗪/环氧树脂板材

双马来酰亚胺三嗪/环氧树脂板材结合了BT树脂和环氧树脂的优点,具有较高的玻璃化转变温度(一般大于180℃),良好的耐热性、耐湿性和机械性能。其介电常数在3.8-4.5之间,在高频下的信号传输性能优于普通的玻璃纤维/环氧树脂板材。BT/Epoxy板材常用于制造高端电子产品中的PCB,如高性能服务器主板、通信设备中的高多层电路板等,这些应用场景对板材的综合性能要求苛刻,需要板材在保证电气性能的同时,具备良好的机械可靠性和环境适应性。


无机材质高频板材

铝基板材

铝基板材具有出色的散热性能,其热导率远高于有机材质板材,能够快速将电路产生的热量散发出去,有效降低电子元件的工作温度,提高设备的可靠性和使用寿命。在一些功率较大、发热严重的高频电路中,如大功率射频放大器、LED照明驱动电路等,铝基板材得到了广泛应用。铝基板材通常由铝基板、绝缘层和铜箔组成,绝缘层的性能对板材的电气性能有重要影响。一般来说,铝基板材的介电常数在4-6之间,在满足散热需求的同时,也能在一定频率范围内保证信号的正常传输。但由于铝的导电性和电磁屏蔽特性,在设计和使用时需要注意信号完整性和电磁兼容性问题。


-殷钢-铜板材

-殷钢-铜板材是种具有特殊热膨胀系数的复合材料。殷钢是一种含镍量约为36%的铁镍合金,其热膨胀系数极低,接近零。通过将铜与殷钢复合,可以得到热膨胀系数与芯片等电子元件相匹配的板材,有效减少因热膨胀差异导致的焊点开裂、芯片失效等问题。这种板材常用于一些对热稳定性要求极高的高端电子设备,如航空航天中的精密电子仪器、高性能计算机的CPU封装基板等。在高频应用中,其良好的电气性能和热稳定性能够确保信号的精准传输和设备的可靠运行。然而,由于殷钢成本较高,加工工艺复杂,使得铜-殷钢-铜板材价格昂贵,限制了其在普通消费类电子产品中的应用。


陶瓷板材

陶瓷板材具有优异的电气性能,其介电常数范围广,可根据不同配方在2-100以上调节,且介质损耗因数极低,在高频下信号传输损耗极小,能够保证信号的高质量传输。同时,陶瓷板材还具有高硬度、高强度、耐高温、耐化学腐蚀等优点。在微波频段(如5G毫米波频段、卫星通信频段等)以及对信号精度要求极高的领域,如雷达系统、高端通信基站等,陶瓷板材是理想的选择。例如,在77GHz汽车毫米波雷达中,陶瓷基板能够为雷达传感器提供稳定、低损耗的信号传输环境,确保雷达的精准探测性能。但陶瓷板材质地脆,加工难度大,成本较高,这也促使人们不断研究新的加工工艺和材料复合技术,以降低成本并提高其加工性能。


在高频电路技术日新月异的今天,PCB高频板材作为关键基础材料,其种类的丰富和性能的提升为各个领域的技术创新提供了有力支撑。无论是有机材质还是无机材质的高频板材,都在各自的应用场景中发挥着不可替代的作用。



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