射频板是一种用于高频电路的基板材料,主要应用于无线通讯、雷达、微波等电路系统。板材材质是物理特性的根据,是影响射频板特性的一个重要因素。目前常用的射频板材质主要有FR-4、PTFE类及其它特种材料。
FR-4板可以看作是通用板材,价格相对较低,机械性能较好,但是其相对介电常数高、耗散因子大,限制了在高频性能和微波设备中的使用。
PTFE类材料是高性能、低介电损耗、低温分子极化、低阻抗、高阻抗平衡、高可靠性,在微波、射频性能和宽工作温度范围等方面都有很好的表现。但由于成本较高,其中较典型的如PTFE、Rogers等射频板材,更多应用于高端的射频和微波器件中。
介质厚度是板子射频特性的一项关键因素。如PTFE类的介质厚度通常是薄于1.0mm的,但也存在一些较厚的板子。对于厚度较薄的射频板来说,其高频性能会更好,散热也更加便捷。
但在一些特殊应用场合,如高功率、高压情况下,则需要选择较厚的板子。在介质厚度较厚的板子中,由于其介质层纤维方向的影响,不同方向的层间介电常数和损耗因子都会有所不同,对性能稳定性的影响比较明显。
铜层结构是影响射频板性能和成本的关键因素之一。通常来讲,对于Multi-layer射频板,铜层结构上主要包括纯铜层、铜铋合金增韧层、及一些特殊材质的分层等复合结构。不同铜层结构的选择与整个射频电路的待优化参数有关。
纯铜层结构相对简单,成本相对便宜,但是未做表面增韧处理时容易出现越铜(铜撕裂)现象,对成品质量造成了不可忽视的影响。而铜铋合金增韧层则较好地解决了越铜问题,增加了整个板路的韧性,减少了板子在加工过程中的松动状况。
对于铜箔表面处理方式,则直接影响着板子与元器件的连接质量。目前比较常用的表面处理方式有喷锡、ENIG、金、IMMERSION TIN等。 喷锡工艺简单,成本低,可适用于一些低频、低要求场合。ENIG表面可加工性好,因此在工艺要求较高,尤其是精细焊盘的射频板上被大量采用。而金、IMMERSION TIN等表面处理方式,则主要应用于一些针对高可靠性和稳定性的射频系统中。