電路損耗隨著頻率的增加而增加。過去，這一特性限制了毫米波（mmWave）在印刷電路板（PCB）上的應(yīng)用。然而，隨著對毫米波范圍內(nèi)可用頻譜的電路需求增加，為了滿足這些需求，電路設(shè)計人員開始嘗試使用新的低損耗電路材料，或由多層不同電路材料組成的混合電路。例如，用于高速、高頻電路的極低損耗電路材料，以及更具成本效益的FR-4材料用于不需要低損耗特性的接地層、電源層和控制線等。

第五代 (5G) 新型射頻 (NR) 蜂窩無線基站、短距離高速數(shù)據(jù)鏈路和汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)等應(yīng)用，也在推動對毫米波電路和其需求的低損耗電路材料的需要。幸運(yùn)的是，有若干種低損耗電路材料可用于毫米波電路。此外，多層毫米波PCB的一個關(guān)鍵成份——粘結(jié)材料或半固化片——其性能具有可以將電路在毫米波頻率范圍內(nèi)損耗降至最低。

半固化片實現(xiàn)了不同電路材料之間實現(xiàn)電絕緣，也是一種粘結(jié)材料，可以將多層PCB中的電路層固定在一起。在毫米波電路中，雖然有許多電氣和機(jī)械特性可以用來表征它們，但其電氣損耗是首要的關(guān)注點。通常PTFE 的半固化片顯示出非常低的損耗，當(dāng)與 PTFE 電路層壓板結(jié)合使用時，它們可以在多層 PCB 中提供非常低的損耗性能。如果使用 PTFE 半固化片組裝多層電路，則需要對 PCB制造商進(jìn)行熔融粘合以將各層粘結(jié)在一起。然而，在多層PCB熔接PTFE半固化片技術(shù)方面有能力和經(jīng)驗的PCB加工商數(shù)量非常有限。因此，PTFE 半固化片具有優(yōu)異的電氣性能，但在大規(guī)模PCB加工過程中的加工可能具有挑戰(zhàn)性。必須仔細(xì)在電氣性能和使用 PTFE半固化片的實際制造工藝之間的權(quán)衡情況。

對于大量毫米波應(yīng)用產(chǎn)品的PCB，這些權(quán)衡有助于指導(dǎo)選擇最佳半固化片。 羅杰斯的 RO4450F? 是一種眾所周知且常用的半固化片。盡管它可能不是多層毫米波PCB的首選，但它對PCB工業(yè)制造工藝非常友好，并且兼容常規(guī)PCB制造工藝。在大批量的情況下，其損耗因子（Df）在 10GHz 時為 0.004，這對于許多射頻和微波應(yīng)用來說是一個很好的優(yōu)勢。對于高達(dá)24GHz或更高毫米波頻率范圍的信號（信號功率更有限），這種損耗在某些設(shè)計中是可以接受的。雖然RO4450F半固化片已用于損耗性能不太關(guān)鍵的毫米波電路應(yīng)用，但如果電路應(yīng)用需要更高的損耗性能，則需要具有更低損耗因子的半固化片。

相比之下，羅杰斯的 2929 型粘合劑材料（類似于半固化板）可以將多層PCB的不同層固定在一起。其損耗因數(shù)低于RO4450F半固化片，在10GHz時為0.003，這意味著更高頻率下的電路損耗更小。當(dāng)這種粘結(jié)材料與極低損耗的電路層壓材料結(jié)合時，可以在毫米波頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)極低損耗的多層PCB電路。

由于在毫米波頻段信號功率的設(shè)置，損耗因子值小于 0.003 的低損耗材料對于高分辨率雷達(dá)應(yīng)用中的這些電路是必不可少的。 Rogers SpeedWave?300P半固化片具有極低的損耗特性，在 10GHz時損耗因子僅為 0.002，使其成為許多需要低損耗特性的新興毫米波電路的候選材料的佼佼者。它可以提供不同厚度和玻璃布種類，包括開纖和開窗玻璃布，從而為多層電路設(shè)計人員提供更大的靈活性。玻璃布厚度和類型的選擇對半固化片的損耗因子影響很小，取決于選擇方案，損耗因數(shù)在 10 GHz 頻率下從 0.0019 到 0.0022 不等。

同樣的，對于所有厚度和玻璃布類型，在 10 GHz 頻率下Z方向（厚度）介電常數(shù)在 10 GHz 頻率下的范圍為 3.0 到 3.3。為了盡量減少毫米波頻段下玻璃纖維的影響，建議使用開纖玻璃纖維布的半固化片。因此，1035系列（厚度為0.0020或0.0025英寸）和1078系列（厚度為0.0030或0.0035英寸）的SpeedWave 300P半固化片是更好的選擇。

為了更好地理解半固化片和電路層壓板組合在高頻損耗方面的特性、選取羅杰斯的 CLTE-MW? 電路層壓板和 SpeedWave300P半固化片制作帶狀線測試電路以進(jìn)行性能評估。 CLTE-MW 是一種損耗非常低的玻璃布增強(qiáng)PTFE層壓板，在 10 GHz 下的損耗因子為 0.0015。

使用高性能測試設(shè)備測試半固化片和層壓板的電路特性，包括測試毫米波頻率范圍內(nèi)的信號頻率、相位和振幅等，得到在77 GHz的頻率下電路的插入損耗為2.25 dB/in。 77 GHz的頻率屬于高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 毫米波雷達(dá)用于汽車安全應(yīng)用的頻率。在該頻率下，對于帶狀線而言CLTE-MW 和 SpeedWave300P 組合的特性是十分極低損耗特性。這種傳輸線插入損耗與目前的 77 GHz 雷達(dá)應(yīng)用相比具有一定的優(yōu)勢。雖然目前用于雷達(dá)應(yīng)用的混合多層電路的高頻部分主要使用微帶傳輸線。

由于微帶線電場部分與空氣的作用導(dǎo)致?lián)p耗低。但是，作為多層混合印刷電路板的一部分，帶狀線于許多新型高分辨率77 GHz雷達(dá)中已經(jīng)逐漸廣泛應(yīng)用。在這種情況下，半固化片的損耗因子對帶狀線混合電路在毫米波頻段的整體損耗起著重要作用。

另一方面，在新型高精度雷達(dá)電路的更高頻段中，傳輸線與其他電路結(jié)構(gòu)之間的阻抗匹配對于保持低損耗和最小信號反射也至關(guān)重要。通過將預(yù)浸料的介電常數(shù)值與毫米波電路低損耗層壓板的介電常數(shù)值相匹配，可以減少阻抗變化，獲得更好的阻抗一致性。 SpeedWave 300P 在 10 GHz 下的典型 Z 介電常數(shù)為 3.16，而 CLTE-MW 層壓板的典型 Z 介電常數(shù)為 2.94 至 3.02。因此，這種預(yù)浸料可以很好地與 CLTE-MW 層壓板配合使用，以獲得更多的性能。