如何選擇高(gāo)頻高(gāo)速闆材

       随着微處理(lǐ)器(qì)和(hé)信号轉換傳輸器(qì)件運行(xíng)速度提升，數(shù)字電(diàn)路的運行(xíng)速度也達到一個(gè)更高(gāo)層次：100Gbps。使用通(tōng)用的PCB闆材将不能達到高(gāo)速信号要求，電(diàn)路闆的選材将會(huì)決定産品的性能。 

選擇PCB闆材必須在滿足設計(jì)需求、可(kě)量産性、成本中間(jiān)取得(de)平衡點。簡單而言，設計(jì)需求包含電(diàn)氣和(hé)結構可(kě)靠性這兩部分。通(tōng)常在設計(jì)非常高(gāo)速的PCB闆子(大(dà)于GHz的頻率)時(shí)這闆材問題會(huì)比較重要。例如，現在常用的FR-4材質，在幾個(gè)GHz的頻率時(shí)的介質損Df(Dielectricloss)會(huì)很(hěn)大(dà)，可(kě)能就不适用。 

舉例來(lái)說，10Gb/S高(gāo)速數(shù)字信号是方波，它可(kě)以看作(zuò)是不同頻率的正弦波信号的疊加。因此10Gb/S包含許多(duō)不同頻率信号：5Ghz的基波信号、3階15GHz、5階25GHz、7階35GHz信号等。保持數(shù)字信号的完整性以及上(shàng)下沿的陡峭程度和(hé)射頻微波(數(shù)字信号的高(gāo)頻諧波部分達到了微波頻段)的低(dī)損耗低(dī)失真傳輸一樣。因此，在諸多(duō)方面，高(gāo)速數(shù)字電(diàn)路PCB選材和(hé)射頻微波電(diàn)路的需求類似。 

在實際的工程操作(zuò)中，高(gāo)頻闆材的選擇看似簡單但(dàn)需要考慮的因素還(hái)是非常多(duō)的，通(tōng)過本文的介紹，作(zuò)為(wèi)PCB設計(jì)工程師(shī)或者高(gāo)速項目負責人(rén)，對闆材的特性及選擇有(yǒu)一定的了解。了解闆材電(diàn)性能、熱性能、可(kě)靠性等。并合理(lǐ)使用層疊，設計(jì)出一塊可(kě)靠性高(gāo)、加工性好的産品，各種因素的考量達到最佳化。 
   下面将分别介紹，選擇合适的闆材主要考慮因素： 
    1、可(kě)制(zhì)造性： 
    比如多(duō)次壓合性能如何、溫度性能等、耐CAF/耐熱性及機械韌(粘)性(可(kě)靠性好)、防火(huǒ)等級; 

    2、與産品匹配的各種性能(電(diàn)氣、性能穩定性等)： 
    低(dī)損耗，穩定的Dk/Df參數(shù)，低(dī)色散，随頻率及環境變化系數(shù)小(xiǎo)，材料厚度及膠含量公差小(xiǎo)(阻抗控制(zhì)好)，如果走線較長，考慮低(dī)粗糙度銅箔。另外一點，高(gāo)速電(diàn)路的設計(jì)前期都需要仿真，仿真結果是設計(jì)的參考标準。“興森(sēn)科技(jì)-安捷倫(高(gāo)速/射頻)聯合實驗室”解決了仿真結果和(hé)測試不一緻的業績難題，做(zuò)過大(dà)量的仿真和(hé)實際測試閉環驗證，通(tōng)過獨有(yǒu)方法能做(zuò)到仿真和(hé)實測一緻。 

3、材料的可(kě)及時(shí)獲得(de)性： 
   很(hěn)多(duō)高(gāo)頻闆材采購周期非常長，甚至2-3個(gè)月;除常規高(gāo)頻闆材RO4350有(yǒu)庫存,很(hěn)多(duō)高(gāo)頻闆都需要客戶提供。因此，高(gāo)頻闆材需要和(hé)廠家(jiā)提前溝通(tōng)好，盡早備料; 

    4、成本因素Cost： 
    看産品的價格敏感程度，是消費類産品，還(hái)是通(tōng)訊、醫(yī)療、工業、軍工類的應用; 

    5、法律法規的适用性等： 
    要與不同國家(jiā)環保法規相融合，滿足RoHS及無鹵素等要求。 
    以上(shàng)各個(gè)因素中，高(gāo)速數(shù)字電(diàn)路運行(xíng)速度是PCB選擇考慮的主要因素，電(diàn)路的速率越高(gāo)，所選PCBDf值就應該越小(xiǎo)。具有(yǒu)中，低(dī)損耗的電(diàn)路闆材将适合10Gb/S的數(shù)字電(diàn)路;具有(yǒu)更低(dī)損耗的闆材适用25Gb/s的數(shù)字電(diàn)路;具有(yǒu)超低(dī)損耗闆材将适應更快的高(gāo)速數(shù)字電(diàn)路，其速率可(kě)以為(wèi)50Gb/s或者更高(gāo)。 
    從材料Df看： 
    Df介于0.01～0.005電(diàn)路闆材适合上(shàng)限為(wèi)10Gb/S數(shù)字電(diàn)路; 
    Df介于0.005～0.003電(diàn)路闆材适合上(shàng)限為(wèi)25Gb/S數(shù)字電(diàn)路; 
    Df不超過0.0015的電(diàn)路闆材适合50Gb/S甚至更高(gāo)速數(shù)字電(diàn)路。 
    常用的高(gāo)速闆材有(yǒu)： 
    1)、羅傑斯Rogers：RO4003、RO3003、RO4350、RO5880等 
    2)、台耀TUC:Tuc862、872SLK、883、933等 
    3)、松下Panasonic：Megtron4、Megtron6等 
    4)、Isola：FR408HR、IS620、IS680等 
    5)、Nelco：N4000-13、N4000-13EPSI等 
    6)、東莞生(shēng)益、泰州旺靈、泰興微波等 
    當然還(hái)有(yǒu)很(hěn)多(duō)其他高(gāo)頻闆材，比如Arlon(去年被羅傑斯收購)、Taconic，都是老品牌射頻微波闆廠，性能有(yǒu)保障。