無線通信、光纖通信、高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品不斷推出，信息處理高速化、無線模擬前端模塊化，這些對數(shù)字信號處理技術(shù)、IC工藝、微波PCB設(shè)計(jì)提出新的要求，另外對PCB板材和PCB工藝提出了更高要求。

如商用無線通信要求使用低成本的板材、穩(wěn)定的介電常數(shù)（εr變化誤差在±1-2％間）、低的介電損耗（0.005以下）。具體到手機(jī)的PCB板材，還需要有多層層壓、PCB加工工藝簡易、成品板可靠性高、體積小、集成度高、成本低等特點(diǎn)。為了挑戰(zhàn)日益激烈的市場競爭，電子工程師必須在材料性能、成本、加工工藝難易及成品板的可靠性間采取折衷。

目前可供選用的板材很多，有代表性的常用板材有：環(huán)氧樹脂玻璃布層壓板FR4、多脂氟乙烯PTFE、聚四氟乙烯玻璃布F4、改性環(huán)氧樹脂F(xiàn)R4等。特殊板材如：衛(wèi)星微波收發(fā)電路用到藍(lán)寶石基材和陶瓷基材；微波電路基材GX系列、RO3000系列、RO4000系列、TL系列、TP-1/2系列、F4B-1/2系列。它們使用的場合不同，如FR4用于1GHz以下混合信號電路、多脂氟乙烯PTFE多用于多層高頻電路板、聚四氟乙烯玻璃布纖維F4用于微波電路雙面板、改性環(huán)氧樹脂F(xiàn)R4用于家用電器高頻頭（500MHz以下）。由于FR4板材易加工、成本低、便于層壓，所以得到廣泛應(yīng)用。

下面我們從微帶傳輸線特性、多層板層壓工藝、板材參數(shù)性能比較等多個(gè)方面分析，給出了對于特殊應(yīng)用的PCB板材選取方案，總結(jié)了高頻信號PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)，供廣大電子工程師參考。

1、微帶傳輸線傳輸特性

板材的性能指標(biāo)包括有介電常數(shù)εr、損耗因子（介質(zhì)損耗角正切）tgδ、表面光潔度、表面導(dǎo)體導(dǎo)電率、抗剝強(qiáng)度、熱漲系數(shù)、抗彎強(qiáng)度等。其中介電常數(shù)εr、損耗因子是主要參數(shù)。

高速數(shù)據(jù)信號或高頻信號傳輸常用到微帶線（Microstrip Line），由附著在介質(zhì)基片兩邊的導(dǎo)帶和導(dǎo)體接地板構(gòu)成，且導(dǎo)帶一部分暴露在空氣中，信號在介質(zhì)基片和空氣這兩種介質(zhì)中傳播引起傳輸相速不等會(huì)產(chǎn)生輻射分量、如果合理選用微帶尺寸這種分量很小。

圖一 基片結(jié)構(gòu)示意

如圖一基片結(jié)構(gòu)所示，銅皮厚t一般很小，在0.5OZ（17μm、0.7mil）到1 OZ（35μm、1.35mil），導(dǎo)帶特性有基片介電常數(shù)εr、線寬W、板厚d決定。

（1）微帶傳輸線特性阻抗

微帶傳輸線的特性阻抗Z0計(jì)算如下：當(dāng)w/d ≤1，微帶傳輸線的特性阻抗Z0表示為：

當(dāng)w/d ≥1，微帶傳輸線的特性阻抗Z0表示為：

其中εe叫有效介電常數(shù)，是把兩種介質(zhì)對微帶特性阻抗的貢獻(xiàn)等效為一種假想的均勻介質(zhì)。

（1）微帶傳輸線特性阻抗

微帶傳輸線的特性阻抗Z0計(jì)算如下：當(dāng)w/d ≤1，微帶傳輸線的特性阻抗Z0表示為：

當(dāng)w/d ≥1，微帶傳輸線的特性阻抗Z0表示為：

其中εe叫有效介電常數(shù)，是把兩種介質(zhì)對微帶特性阻抗的貢獻(xiàn)等效為一種假想的均勻介質(zhì)。

圖二說明了Z0和W/d、εr間的關(guān)系，W/d愈大Z0愈低、εr愈大Z0愈低。