發布時間:2025-07-03作者來源:金航標瀏覽:1408
在天線設計中,常用的 PCB 板材有以下幾種:
FR-4:成本較低,具有較好的機械強度和絕緣性能,相對介電常數一般在 4.0 - 4.5 之間。適用于一般的無線通信設備天線,如藍牙、Wi-Fi 等短距離通信天線。對于成本敏感且性能要求不是特別高的應用較為合適。
羅杰斯(Rogers):具有較低的介電常數和損耗角正切,能有效減少信號傳輸損耗。不同型號的羅杰斯板材介電常數可在 2.2 - 10 之間選擇,滿足不同設計需求。常用于高頻天線設計,如毫米波天線、衛星通信天線等對信號質量要求高的無線通信系統。常見的如Rogers 5880,Rogers 3003,Rogers 4350B等,也有Rogers 5880LZ低介電常數系列。
泰康利(Taconic ):Taconic 板材擁有較低的介電常數,能減少信號傳播的延遲和失真,有利于高頻信號的傳輸。不同型號的介電常數有所差異,常見的如一些型號介電常數在 2 - 5 之間,適用于毫米波等高頻段的應用。其中,TLY - 5由非常輕的布紋玻璃纖維制成,具有尺寸穩定、低耗散因數、低水分吸收率、高銅剝離強度、均勻一致的介電常數等優點,可用于汽車雷達、衛星 / 蜂窩通信、功率放大器、LNB、LNA、LNC 以及 Ka、E 和 W 波段等應用。RF - 35?也是市場上常見的型號,適用于各種高頻應用。
聚四氟乙烯(PTFE)板材:介電常數穩定,通常在 2.0 - 3.0 之間。損耗非常低,適合高頻信號傳輸。常用于高精度、高性能的天線設計,如雷達天線、航天航空領域的天線和高頻射頻電路。
陶瓷填充板材:可以根據不同的陶瓷填充比例調整介電常數。具有較高的機械強度和耐熱性。能在一定程度上降低成本,同時保持較好的性能。適用于中高頻天線設計,如 5G 通信天線,對尺寸和性能有特定要求的小型化天線。
旺靈板材:國產板材,常用的類型如聚四氟乙烯玻纖布覆銅板系列F4BM、F4BME,聚四氟乙烯玻纖布陶瓷填充覆銅板系列F4BTM、F4BTME。除此之外,復合介質基片系列TP、TF的介電常數可控制在3.0~25,且具有低正切損耗、低溫飄的特性。需要注意的是,PCB板廠采用旺靈板材加工時,可能會因為之前沒接做過類似的板材,而出現一定的工藝問題。
在仿真設計時,我們需要注意:
板子的厚度大致為0.254的整數倍,不要自己隨便設置一個0.4mm的,可能就找不到對應厚度的PCB板進行加工驗證了。
對于超過1.5mm的板子,可以考慮用國產的旺靈板材,
加工多層板時需要注意板材的Z向熱膨脹系數ppm/oC。一般來講,介電常數低的板材,這個熱膨脹系數會大一些,不同Z向熱膨脹系數的板材做成多層板,可能會出現加工問題和不良率現象等。多層板設計時盡量采用熱膨脹系數低一點的高介電常數基材。
在毫米波頻段,基板表面銅箔的粗糙度比較影響傳輸線的導體損耗,根據制造工藝和性能,可將PCB銅箔劃分為壓延銅箔(RA)和電解銅箔(ED)兩類。
壓延銅箔是以純銅坯料為原料,經連續碾壓壓縮工藝制成的金屬材料。其顯著特點是表面光滑平整、粗糙度極低,同時具備優異的導電性能,尤其適合高頻信號的傳輸場景。不過,該材料也存在一定局限性,一方面生產成本相對較高,另一方面厚度范圍受到一定限制。
電解銅箔的制備則采用電解沉積工藝,在銅板表面進行加工成型。其外觀呈現出兩面不同的特性:一面光滑,一面粗糙。其中粗糙面主要用于與基板粘合固定,光滑面則可進行電鍍或蝕刻等后續處理。這種銅箔的優勢在于成本較為低廉,且厚度覆蓋范圍廣泛。但美中不足的是,其表面粗糙度較高,導電性能相對較弱,在高頻信號傳輸領域難以適用。
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