一、高频高速PCB与材料特性
高频高速板用于GHz级信号传输,广泛应用于5G基站、雷达、射频模块等领域。其核心特性是低介电常数(Dk)和低损耗因子(Df),以减少信号延迟和能量损失。常用材料有PTFE、陶瓷填充复合基材、低损耗改性FR-4等,需具备良好的热稳定性与尺寸稳定性。
二、阻抗控制关键点 阻抗控制旨在使传输线特性阻抗与源端、负载端匹配(如50Ω单端、100Ω差分),避免反射与波形失真。影响因素包括:
走线宽度与介质厚度:走线宽度增加或介质厚度减小,阻抗降低。
铜厚与粗糙度:趋肤效应下,表面粗糙度过高会增加导体损耗。
材料Dk稳定性:批次一致性直接影响阻抗精度。
设计阶段需配合仿真工具,结合材料参数精确计算,并在加工中严格控制公差。
三、信号损耗与优化
高频下的损耗主要包括:
介质损耗:与Df成正比,选低Df基材可降低衰减。
导体损耗:铜面平滑处理可减少趋肤效应引起的损耗。
辐射损耗:连续参考平面与优化布线可抑制辐射。
四、加工注意事项
钻孔与微孔:激光微孔、盲埋孔需保证孔壁光滑,减少信号反射。
层压工艺:多材料叠层需匹配热膨胀系数,防止分层翘曲。
阻抗检测:采用TDR或矢量网络分析仪进行抽检或全检,确保批量一致。
五、应用与挑战
在射频、5G、毫米波雷达等场景,高频高速板需在高带宽、低延迟下稳定运行。工艺挑战包括多材料复合带来的层压复杂度、高精度阻抗控制的批次稳定性,以及高频信号对微小缺陷的敏感性。
六、总结
高频高速PCB的阻抗控制是设计与制造协同的结果。只有在材料选型、结构设计、精密加工与严格检测各环节保持一致性,才能实现高速信号的高完整性与低损耗传输。