高頻微波印制板和金屬鋁基板簡(jiǎn)單介紹興起的詳細(xì)分析

這二三年，在我們這個(gè)行業(yè)里，最時(shí)髦的技術(shù)和產(chǎn)品是HDI（高密度互連）、Build-up Multilayer（積層印制板）。然而，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和高科技含量產(chǎn)品的發(fā)展潮流中，還有另外一個(gè)分支，就是高頻微波印制板和金屬基印制板。今天，我就來(lái)說(shuō)說(shuō)這二個(gè)問(wèn)題。

一、先說(shuō)高頻微波印制板

1.高頻微波印制板在中國(guó)大地上熱起來(lái)了。

近年來(lái)，在華東、華北、珠三角已有眾多印制板企業(yè)在盯著高頻微波板這一市場(chǎng)，在收集高頻波、聚四氟乙烯（Teflon，PTFE）的動(dòng)態(tài)和信息，將這類印制板新品種視為電子信息高新科技產(chǎn)業(yè)必不可少的配套產(chǎn)品，加強(qiáng)調(diào)研和開(kāi)發(fā)。一些公司老總認(rèn)定高頻微波板為未來(lái)企業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
國(guó)外專家預(yù)測(cè)，高頻微波板的市場(chǎng)發(fā)展會(huì)非?？?。在通信、醫(yī)療、軍事、汽車、電腦、儀器等領(lǐng)域，對(duì)高頻微波板的需求正急速竄起。數(shù)年后，高頻微波板可能占到全球印制板總量的約15%，***、韓國(guó)、歐、美、日不少PCB公司紛紛制訂朝此方向發(fā)展計(jì)劃。

歐美高頻微波板材供應(yīng)商Rogers、Arlon、Taconic、Metclad、GIL日本Chukoh近二年始向中國(guó)這個(gè)潛在的大市場(chǎng)進(jìn)軍，尋找代理、講授相關(guān)技術(shù)。美國(guó)GIL公司在深圳舉辦一場(chǎng)“高頻微波印制板之應(yīng)用與制造技術(shù)”講座，數(shù)百個(gè)座位全部滿座，走廊亦站滿了企業(yè)代表聽(tīng)演講，不少老總級(jí)的人物聽(tīng)了一整天的技術(shù)講座。真沒(méi)想到國(guó)內(nèi)同行對(duì)高頻板產(chǎn)生如此濃厚的興趣。歐美板材供應(yīng)商已可提供介電常數(shù)從2.10、2.15、2.17，……直到4.5，甚至更高的板材系列100多個(gè)品種。

在珠三角、長(zhǎng)三角，據(jù)了解已有不少企業(yè)標(biāo)榜可以批量訂Teflon和高頻板訂單。據(jù)說(shuō)，有企業(yè)已達(dá)到月產(chǎn)數(shù)千平方米的水平。國(guó)內(nèi)不少雷達(dá)、通信研究所的印制板廠需求高頻微波板材在逐年增大。國(guó)內(nèi)華為、貝爾、武漢郵科院等大通信企業(yè)需求高頻微波印制板在逐年增多，國(guó)外從事高頻微波產(chǎn)品的企業(yè)亦搬遷來(lái)中國(guó)，就近采購(gòu)高頻微波用印制板。

種種跡象表明，高頻微波板在中國(guó)熱起來(lái)了。
（什么叫高頻？300MHZ以上，即波長(zhǎng)1米以上的短波頻率范圍，一般稱為高頻。）

2.為什么熱了起來(lái)？

有三方面原因。
（1）原屬軍事用途的高頻通信的部分頻段讓給民用（1996年開(kāi)始），使民用高頻通信大大發(fā)展。在遠(yuǎn)距高通信、導(dǎo)航、醫(yī)療、運(yùn)輸、交通、倉(cāng)儲(chǔ)等各個(gè)領(lǐng)域大顯身手。
（2）高保密性、高傳送質(zhì)量，使移動(dòng)電話、汽車電話，無(wú)線通信向高頻化發(fā)展，高畫面質(zhì)量，使廣播電視傳輸，用甚高頻、超高頻播放節(jié)目。高信息量傳送，要求衛(wèi)星通信，微波通信和光纖通信必須高頻化。
（3）計(jì)算機(jī)技術(shù)處理能力增加，信息記憶容量增大，迫切要求信號(hào)傳送高速化。
總之，電子信息產(chǎn)品高頻化、高速化對(duì)印制板的高頻特性提出了高的要求。

3.為什么要求印制板低ε（Dk）?

ε或Dk，叫介電常數(shù)，是電極間充以某種物質(zhì)時(shí)的電容與同樣構(gòu)造的真空電容器的電容之比。通常表示某種材料儲(chǔ)存電能能力的大小。當(dāng)ε大時(shí)，儲(chǔ)存電能能力大，電路中電信號(hào)傳輸速度就會(huì)變低。通過(guò)印制板上電信號(hào)的電流方向通常是正負(fù)交替變化的，相當(dāng)于對(duì)基板進(jìn)行不斷充電、放電的過(guò)程。在互換中，電容量會(huì)影響傳輸速度。而這種影響，在高速傳送的裝置中顯得更為重要。ε低表示儲(chǔ)存能力小，充、放電過(guò)程就快，從而使傳輸速度亦快。所以，在高頻傳輸中，要求介電常數(shù)低。
另外還有一個(gè)概念，就是介質(zhì)損耗。電介質(zhì)材料在交變電場(chǎng)作用下，由于發(fā)熱而消耗的能量稱之謂介質(zhì)損耗，通常以介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ表示。ε和tanδ是成正比的，高頻電路亦要求ε低，介質(zhì)損耗tanδ小，這樣能量損耗也小。

4.聚四氟乙烯（Teflon）印制板的ε

在印制板基材中，聚四氟乙烯基材的介電常數(shù)ε最低，典型的僅為2.6~2.7，而一般的玻璃布環(huán)氧樹脂基材的FR4的介電常數(shù)ε為4.6~5.0，因此，Teflon印刷板信號(hào)傳輸速度要比FR4快得多（約40%）。Teflon板的介于損耗因素為0.002，比FR4的0.02低了10倍，能量損耗也小得多。加上聚四氟乙烯稱之為“塑料王”，電絕緣性能優(yōu)良，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性也好（至今尚無(wú)一種能在300℃以下溶解它的溶劑），所以，高頻高速信號(hào)傳遞就要先用Teflon或其它介電常數(shù)低的基材了。筆者看到，Polyflon、Rogers、Taconic、Arlon、Meclad都可提供介電常數(shù)為2.10、2.15、2.17、2.20的基材，其介質(zhì)損耗因素在10GHZ下是0.0005~0.0009。聚四氟乙烯基材性能很好，但其加工成印制板的過(guò)程同傳統(tǒng)的FR4有著完全不同的工藝途徑，這方面在后面會(huì)談到。

這二年，我們?cè)趯?shí)踐中，除用到要求ε為2.15、2.6的以外，還經(jīng)常用到ε3.38、3.0、3.2、3.8等Rogers RO4000、GIL1000系列等。

5.高頻微波板的基本要求