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罗杰斯公司技术专家支招:高频线路板需要高性能材料奠基

  无线宽带网络、通信、卫星通信的发展推动电子设备向高速与高频化方向发展。诸如卫星系统、移动通信回传基站以及汽车雷达等设备都必须采用高频电路设计,而最终这些电路都有赖于高频线路板才能得以实现。由于高频线路板对材料有着更高的要求,那些在特殊材料领域拥有核心技术资源的公司也都更加重视相关业务的投入,其中拥有180年历史的老牌企业罗杰斯公司(ROGERS)就将先进线路板材料作为核心业务,其高频材料应用领域包括卫星系统、通信基站、汽车雷达以及移动终端设备。

  通常像射频(RF)和微波(MW)这类工作频率在1GHz以上的电路可以定义为高频电路,电子设备的高频化趋势对线路板提出了更高的要求,罗杰斯公司亚太区市场副总裁刘建军认为,高频线路板首先要求更高的热处理能力,小型化、更高的数字传输速率趋势要求PCB能有更好的热传导性、更高的介电常数(Dk)和更低的介质损耗(Df)。罗杰斯公司先进线路板材料事业部亚洲区市w场发展经理杨熹表示,Dk的大小是按照设计需要而定,并不一定说小就是好。高Dk会使信号传输速度变慢,但这并不是高频电路所遇的主要问题。Dk稳定是对板材可靠性的要求,越稳定越好。Df值则必须小,以减少信号损耗。另外,基材与铜箔的热膨胀系数(CTE)要尽量一致,高一致性有利于提高稳定性,避免在冷热变化中造成断孔。其他特性要求包括低吸水性(在潮湿环境中保证稳定的Dk和Df值)、耐热性、易加工性、剥离强度等。

  PTFE材料在Dk、Df、吸水率和频率特性方面的性能不错,但其刚性较差,CTE也较大。罗杰斯早在其经典产品RO4350B中就采用了碳氢化合物作为基材,从而克服了PTFE的材料瓶颈。基于RO4350B工艺,罗杰斯公司在2012年7月推出了RO4835高频板材,其特别配方改善了抗氧化性。“RO4835覆铜板在一定温度下长期使用,能提供特别稳定的电性能,同时保持与FR4热固型树脂材料一样的加工优势。”杨熹说,“与RO4350B一样,RO4835覆铜板在10GHz下Dk为3.48,Df为0.0037,并且具有低的Z轴CTE,确保在各种加工和操作条件下金属化过孔(PTH)的可靠性。”此外,RO4835的X轴和Y轴膨胀系数与铜相近,具有优异的尺寸稳定性,该材料满足RoHS标准,不需要特殊的处理,可用FR4传统流程进行加工。刘建军进一步表示,罗杰斯很多的商用产品线正在研发无卤化,以满足未来更高的环保要求。

  2929粘结片是与RO4835线路板同期推出的一种无玻纤强化的薄的碳氢化合物粘结片,可用于高性能、高可靠性、多层板结构。该产品在微波频率下Dk为2.9,Df《0.003,非常适合与高性能线路板材料搭配压合多层板。“这种特有的交联树脂体系使此薄粘结片能用于多次连续压合工艺,其可控的流动性有优异的盲孔填充能力,并且可以通过控制流胶量以满足盲槽的设计要求。”杨熹说,“2929粘结片可以用传统的平压机和真空仓压机进行压合,它目前能提供0.038、0.051和0.076mm的厚度,并可以叠加到所需要的厚度。可将此无玻纤强化的薄粘结片预压到内层芯板上,从而同时对芯板和粘结片进行对位孔的加工。而承载膜则能保护粘结片在加工对位孔和多层板叠合时不会受到污染。”

  刘建军认为,2013年4GLTE网络建设在基站硬件上的扩张和升级,以及微基站和Wi-Fi热点设备的增长,将为罗杰斯高频线路板营收带来可以预期的增长。

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