射頻板PCB工藝設(shè)計(jì)規(guī)范

1、PAGE 印制電路板設(shè)計(jì)規(guī)范工藝性要求（僅適用射頻板） I目 次前言 II TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc79203599 1范圍 PAGEREF _Toc79203599 h 1 HYPERLINK l _Toc79203600 2規(guī)范性引用文件 PAGEREF _Toc79203600 h 1 HYPERLINK l _Toc79203601 3術(shù)語(yǔ)和定義 PAGEREF _Toc79203601 h 1 HYPERLINK l _Toc79203611 4印制板基板 PAGEREF _Toc79203611 h 3 HYPERLINK l _Toc79203

2、626 5PCB設(shè)計(jì)基本工藝要求 PAGEREF _Toc79203626 h 5 HYPERLINK l _Toc79203631 6拼板設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc79203631 h 6 HYPERLINK l _Toc79203639 7射頻元器件的選用原則 PAGEREF _Toc79203639 h 7 HYPERLINK l _Toc79203646 8射頻板布局設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc79203646 h 7 HYPERLINK l _Toc79203655 9射頻板布線(xiàn)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc79203655 h 9 HYPERLINK l _Toc792036

3、78 10射頻PCB設(shè)計(jì)的EMC PAGEREF _Toc79203678 h 14 HYPERLINK l _Toc79203699 11射頻板ESD工藝 PAGEREF _Toc79203699 h 18 HYPERLINK l _Toc79203703 12表面貼裝元件的焊盤(pán)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc79203703 h 19 HYPERLINK l _Toc79203710 13射頻板阻焊層設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc79203710 h 19 HYPERLINK l _Toc79203714 附錄A PAGEREF _Toc79203714 h 21 HYPERLINK l _

4、Toc79203715 附錄B PAGEREF _Toc79203715 h 23 HYPERLINK l _Toc79203716 附錄C PAGEREF _Toc79203716 h 24 HYPERLINK l _Toc79203717 附錄D PAGEREF _Toc79203717 h 27 HYPERLINK l _Toc79203718 附錄E PAGEREF _Toc79203718 h 31 HYPERLINK l _Toc79203719 附錄F PAGEREF _Toc79203719 h 32 HYPERLINK l _Toc79203720 附錄G PAGEREF _

5、Toc79203720 h 33 HYPERLINK l _Toc79203721 附錄H PAGEREF _Toc79203721 h 39 III 前 言 PAGE 54Q/ZX 04.100.3-2003PAGE 17印制電路板設(shè)計(jì)規(guī)范印制電路板設(shè)計(jì)規(guī)范工藝性要求（僅適用射頻板） 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了射頻電路板設(shè)計(jì)應(yīng)遵守的基本工藝要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于射頻電路板的PCB設(shè)計(jì)。規(guī)范性引用文件IPC-SM-782 Surface Mount Design and Land Pattern StandardIPC 2252-2002 Design Guide for RF-Microwave Circ

6、uit Boards術(shù)語(yǔ)和定義 下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。微波 Microwaves微波是電磁波按頻譜劃分的定義,是指波長(zhǎng)從1m至0.1mm范圍內(nèi)的電磁波, 其相應(yīng)的頻率從0.3GHz至3000GHz。這段電磁頻譜包括分米波(頻率從0.3GHz至3GHz)厘米波(頻率從3GHz至30GHz)毫米波(頻率從30GHz至300GHz)和亞毫米波(頻率從300GHz至3000GHz,有些文獻(xiàn)中微波定義不含此段)四個(gè)波段（含上限，不含下限）。具有似光性、似聲性、穿透性、非電離性、信息性五大特點(diǎn)。射頻 RF(Radio Frequency)射頻是電磁波按應(yīng)用劃分的定義,專(zhuān)指具有一定波長(zhǎng)可用于無(wú)線(xiàn)電通信

7、的電磁波。頻率范圍定義比較混亂，資料中有30MHz至3GHz, 也有300MHz至40GHz,與微波有重疊;另有一種按頻譜劃分的定義, 是指波長(zhǎng)從1兆m至1m范圍內(nèi)的電磁波, 其相應(yīng)的頻率從30Hz至300MHz；射頻（RF）與微波的頻率界限比較模糊，并且隨著器件技術(shù)和設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步還有所變化。射頻PCB及其特點(diǎn) 考慮PCB設(shè)計(jì)的特殊性,主要考慮PCB上傳輸線(xiàn)的電路模型。由于傳輸線(xiàn)采用集總參數(shù)電路模型和分布參數(shù)電路模型的分界線(xiàn)可認(rèn)為是l/0.05.(其中,l是幾何長(zhǎng)度； 是工作波長(zhǎng)).在本規(guī)范中定義射頻鏈路指?jìng)鬏斁€(xiàn)結(jié)構(gòu)采用分布參數(shù)模型的模擬信號(hào)電路。PCB線(xiàn)長(zhǎng)很少超過(guò)50cm,故最低考慮30M

8、Hz頻率的模擬信號(hào)即可；由于超過(guò)3G通常認(rèn)為是純微波,可以考慮倒此為止；考慮生產(chǎn)工藝元件間距可達(dá)0.5mm，最高頻率也可考慮定在30GHz，感覺(jué)意義不大。綜上所述，可以考慮射頻PCB可以定義為具有頻率在30MHz至6GHz范圍模擬信號(hào)的PCB，但具體采用集總還是分布參數(shù)模型可根據(jù)公式確定。由于基片的介電常數(shù)比較高，電磁波的傳播速度比較慢，因此，比在空氣中傳播的波長(zhǎng)要短，根據(jù)微波原理，微帶線(xiàn)對(duì)介質(zhì)基片的要求：介質(zhì)損耗小，在所需頻率和溫度范圍內(nèi)，介電常數(shù)應(yīng)恒定不變，熱傳導(dǎo)率和表面光潔度要高，和導(dǎo)體要有良好的沾附性等。對(duì)構(gòu)成導(dǎo)體條帶的金屬材料要求：導(dǎo)電率高電阻溫度系數(shù)小，對(duì)基片要有良好的沾附性，易于

9、焊接等。阻抗 impedance規(guī)范中特指?jìng)鬏斁€(xiàn)的特征阻抗,定義為傳輸線(xiàn)電壓和電流決定的傳輸線(xiàn)的分布參數(shù)阻抗。通常用Z0表示。表達(dá)式為：在交流電路中電流所遇到的所有阻抗的度量單位。電路中某點(diǎn)電流與其電動(dòng)勢(shì)之比；阻抗通常表示為 z=r+ jx，這里 r 是歐姆電阻抗, x 是電抗，可以是感抗或容抗；j是1的平方根。微帶線(xiàn) Microstrip一種傳輸線(xiàn)類(lèi)型。由平行而不相交的帶狀導(dǎo)體和接地平面構(gòu)成。微帶線(xiàn)的結(jié)構(gòu)如圖1所示它是由導(dǎo)體條帶（在基片的一邊）和接地板（在基片的另一邊）所構(gòu)成的傳輸線(xiàn)。微帶線(xiàn)是由介質(zhì)基片，接地平板和導(dǎo)體條帶三部分組成。在微帶線(xiàn)中，電磁能量主要是集中在介質(zhì)基片中傳播的如圖2所示

10、。 圖1 圖2趨膚效應(yīng) 趨膚效應(yīng)又叫集膚效應(yīng)，當(dāng)高頻電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電流將集中在導(dǎo)體表面流通，這種現(xiàn)象叫趨膚效應(yīng)。在高頻下，電流僅在導(dǎo)體表面的一個(gè)薄層內(nèi)傳輸。耗散因數(shù)(介質(zhì)損耗角) Dissipation factor 損耗電流與充電電流的比值。耗散因數(shù)或損耗角正切，tan，表示為”/，和”為介電常數(shù)真實(shí)和虛幻的部分（見(jiàn)介電常數(shù)），損耗角正切是一個(gè)參數(shù)，用來(lái)示意絕緣體或電介質(zhì)在AC信號(hào)中吸收部分能量的趨向。介電常數(shù) Permittivity自由空間與電介質(zhì)內(nèi)電磁傳播波長(zhǎng)的均方根之比；一般而言，材料的介電常數(shù)e,由實(shí)部和虛部構(gòu)成；e 的實(shí)部和虛部定義為 e 和 e。屏蔽罩 EMI shieldi

11、ng屏蔽罩是無(wú)線(xiàn)設(shè)備中普遍采用的屏蔽措施。其工作原理如下：當(dāng)在電磁發(fā)射源和需要保護(hù)的電路之間插入一高導(dǎo)電性金屬時(shí)，該金屬會(huì)反射和吸收部分輻射電場(chǎng)，反射與吸收的量取決于多種不同的因素，這些因素包括輻射的頻率，波長(zhǎng)，金屬本身的導(dǎo)電率和滲透性，以及該金屬與發(fā)射源的距離。屏蔽的具體過(guò)程如下圖3所示：入射波入射波反射波屏蔽層次級(jí)反射波次級(jí)入射波穿透能量圖3印制板基板射頻板材的選用原則微波頻段PCB板不僅是電路的支撐體，還是微波電磁場(chǎng)的傳輸媒體。所以，射頻電路PCB最好選擇高頻、微波板材。射頻電路PCB上的印制線(xiàn)除了一般的原則-考慮電流大小外，還必須考慮印制線(xiàn)的特性阻抗，嚴(yán)格進(jìn)行阻抗匹配，在PCB制作時(shí)必

12、須考慮印制線(xiàn)的阻抗控制。印制線(xiàn)的特性阻抗與PCB的材料特性及物理參數(shù)相關(guān)，所以PCB設(shè)計(jì)人員必須清楚PCB板材的性能。射頻電路板一般都具有高頻高性能的特點(diǎn)，通常選擇介電常數(shù)精度高、特性穩(wěn)定性且損耗小的基材。此外，基材必須符合可生產(chǎn)加工，如高溫回流焊接等。目前我司常用的射頻基材為FR4,TACONIC和ROGERS公司的系列板材。詳見(jiàn)附錄A.FR4(阻燃型覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板)，介電常數(shù)在1GHz頻率下測(cè)試為Er=4.30.2，玻璃化溫度Tg=135。普通板材使用的板料有以下兩種：普通板料,成本低，工藝成熟；UV板料，俗稱(chēng)黃料板，有UV-BLOCKING阻擋紫外線(xiàn)的功能，主要用于PCB板的外層

13、。性能稍?xún)?yōu)于普通板料。TACONIC公司品牌好，規(guī)格齊全，價(jià)格相對(duì)FR4高些。ROGERS公司的材料介電常數(shù)精度高，溫度穩(wěn)定性好，損耗小，常用于大功率電路，并且PCB制造、加工工藝與FR4相同，加工成本低，但銅箔的附著力小。常用高頻板基材及其性能如表1所示。表1 常用高頻板基材及其性能材料種類(lèi)NELCO N4000-13普通 FR4ROGERS RO4350 GETEK ML-200DTACONIC TLC32組成及特點(diǎn)玻璃纖維+ 改性環(huán)氧樹(shù)脂 高Tg材料環(huán)氧樹(shù)脂加玻璃纖維布層壓板。陶瓷顆粒填充材料+ PPO樹(shù)脂低Dk，Df材料玻璃纖維+ 熱固性環(huán)氧樹(shù)脂+ PPO樹(shù)脂 低Dk，Df材料玻璃纖維

14、+ 聚四氟乙烯低Dk，Df材料電性能=3.7(1GHz)tan=0.009=4.3(1GHz)=3.48(10GHz)tan=0.004=3.7(1GHz)tan=0.0092=3.2(10GHz)tan=0.003玻璃化溫度（Tg）Tg= 210 C (DSC)135C(普通) 175C(高TG) (DSC)Tg280 C (TMA)Tg=180 C Tg=210 C 可加工性 （類(lèi)比FR4）層壓時(shí)對(duì)壓機(jī)的升溫控制要求較高可加工性好，各項(xiàng)指標(biāo)均能符合加工要求。TG值稍低?？杉庸ば圆睿瑢?duì)切削工具磨損大，銅箔的抗剝能力差層壓時(shí)對(duì)壓機(jī)的升溫控制要求較高，對(duì)切削工具有一定的磨損，銅箔的抗剝能力差可加

15、工性差，材料軟，不適合單獨(dú)做厚板主要 用途手機(jī)，服務(wù)器，天線(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，適于高速信號(hào)傳輸手機(jī)，工作基站，天線(xiàn)，計(jì)算機(jī)，適于高速信號(hào)傳輸手機(jī)，工作基站，天線(xiàn)，雷達(dá)，微波，適于高速信號(hào)傳輸手機(jī)，工作基站，天線(xiàn)，雷達(dá)，微波，適于高速信號(hào)傳輸天線(xiàn)，雷達(dá)，微波，適于高速信號(hào)傳輸材料生產(chǎn)商N(yùn)ELCO多家ROGERSGETACONIC價(jià)格（FR4 X倍數(shù)）3-41106-710設(shè)計(jì)要求樹(shù)脂含量穩(wěn)定，介電常數(shù)變化小， 對(duì)介質(zhì)層調(diào)整地范圍寬型號(hào)、厚度種類(lèi)最多，能符合各種基本要求，但DK值較大，設(shè)計(jì)時(shí)受到限制。樹(shù)脂含量穩(wěn)定，介電常數(shù)變化小， 對(duì)介質(zhì)層調(diào)整地范圍寬樹(shù)脂含量穩(wěn)定，介電常數(shù)變化小， 但半固化片只有0。

16、1mm規(guī)格，對(duì)介質(zhì)層調(diào)整地范圍窄多層板設(shè)計(jì)時(shí)使用的半固化片的介電常數(shù)，按混壓方式計(jì)算出實(shí)際的介電常數(shù)和阻抗值 PCB厚度PCB厚度，指的是其標(biāo)稱(chēng)厚度（即絕緣層加完成銅箔的厚度）。射頻印制電路板PCB厚度通常采用0.2mm的整數(shù)倍，如0.8mm, 1.0mm, 1.6mm等，有時(shí)也用英寸表示印制電路板板材厚度。具體厚度應(yīng)該按照阻抗控制計(jì)算出的結(jié)果為準(zhǔn)。銅箔厚度 PCB銅箔厚度指成品厚度，圖紙上應(yīng)該明確標(biāo)注為成品厚度（Finished Conductor Thickness）。射頻板要求銅箔均勻且薄。均勻的銅箔其電阻溫度系數(shù)均勻，且使信號(hào)傳輸損失更小，詳見(jiàn)附錄B。 PCB制造技術(shù)要求 PCB制造技

17、術(shù)要求一般標(biāo)注在鉆孔圖上，主要有以下項(xiàng)目（根據(jù)需要取舍）：基板材質(zhì)、厚度及公差；銅箔厚度：注：銅箔厚度的選擇主要取決于導(dǎo)體的載流量和允許的工作溫度，射頻板需嚴(yán)格控制銅箔厚度的制造精度。c）焊盤(pán)表面處理注：一般有以下幾種：1）一般采用噴錫鉛合金HASL工藝，錫層表面應(yīng)該平整無(wú)露銅。只要確保6個(gè)月內(nèi)可焊性良好就可以。為獲得更好的趨膚效應(yīng),可對(duì)射頻板選擇化學(xué)鍍金工藝或OSP工藝。同時(shí)有助于減少環(huán)境污染。2）如果PCB上有細(xì)間距器件（如0.5mm間距的BGA）,或板厚0.8mm，可以考慮化學(xué)（無(wú)電）鎳金（Ep.Ni2.Au0.05）。還有一種有機(jī)涂覆工藝(Organic Solderability P

18、reservative 簡(jiǎn)稱(chēng)OSP)，由于還存在可焊期短、發(fā)粘和不耐焊等問(wèn)題，暫時(shí)不宜選用。3）對(duì)板上有裸芯片（需要熱壓焊或超聲焊，俗稱(chēng)Bonding）或有按鍵（如手機(jī)板）的板，就一定要采用化學(xué)鍍鎳、金工藝（Et.Ni5.Au0.1）。有的廠(chǎng)家也采用整板鍍金工藝（Ep.Ni5.Au0.05）處理。前者表面更平整，鍍層厚度更均勻、更耐焊，而后者便宜、亮度好。從成本上講，化學(xué)鍍鎳、金工藝（Et.Ni5.Au0.1）比噴錫貴，而整板鍍金工藝則比噴錫便宜4）對(duì)印制插頭，一般鍍硬金，即純度為99.5%-99.7%含鎳、鈷的金合金。一般厚度為0.50.7m,標(biāo)注為：Ep.Ni5.Au0.5。 鍍層厚度根據(jù)

19、插拔次數(shù)確定，一般 0.5m厚度可經(jīng)受500次插拔，1m厚度可經(jīng)受1000次插拔。d）阻焊層 推薦射頻PCB板的阻焊厚度范圍為0.5mil-1.0mil。e）絲印字符1）要求對(duì)一般涂敷綠色阻焊劑的板，采用白色永久性絕緣油墨；對(duì)全板噴錫板，建議采用黃色永久性絕緣油墨，以便看清字符；對(duì)于RO4350板材，無(wú)阻焊情況下，字符建議采用綠色或紅色永久性絕緣油墨。優(yōu)先選用反差較大的顏色。2）射頻單板上的位號(hào)絲印盡量不要放置在錫面或基材上，以防止PCB加工過(guò)程中脫落。如因微帶線(xiàn)上位號(hào)絲印不可避免需放置在錫面或基材上，建議在位號(hào)絲印區(qū)加阻焊進(jìn)行控制。f）成品板翹曲度注：請(qǐng)參照公司質(zhì)量部門(mén)所提供的標(biāo)準(zhǔn)。g）成品

20、板厚度公差注：按行業(yè)或業(yè)界標(biāo)準(zhǔn) 板厚3W。如圖13所示。設(shè)計(jì)上優(yōu)選圓角。微帶線(xiàn)布線(xiàn) PCB頂層走射頻信號(hào)，射頻信號(hào)下面的平面層必須是完整的接地平面，形成微帶線(xiàn)結(jié)構(gòu)。詳見(jiàn)附錄E。如圖14所示。要保證微帶線(xiàn)的結(jié)構(gòu)完整性，有以下要求：微帶線(xiàn)兩邊的邊緣離地平面邊緣至少要有3W寬度；層厚0.8mm、且在3W范圍內(nèi)，不得有非接地的過(guò)孔；微帶線(xiàn)邊沿電場(chǎng)向兩側(cè)延伸，非耦合微帶線(xiàn)間要加地銅箔，并在地銅箔上加地過(guò)孔。微帶線(xiàn)至屏蔽壁距離應(yīng)保持為2W以上。注：W為線(xiàn)寬。圖14 微帶線(xiàn)的結(jié)構(gòu)完整性微帶線(xiàn)耦合器主要用于檢測(cè)大功率信號(hào)的強(qiáng)度、駐波。在要求不高且耦合度大于20dB的情況下可用兩條靠近的PCB走線(xiàn)做成微帶線(xiàn)耦合

21、器，如圖15所示。當(dāng)要求有定向性時(shí)，耦合長(zhǎng)度L需滿(mǎn)足 L=/4，圖15中W為耦合線(xiàn)條的寬度，原則上通常微帶線(xiàn)阻抗為50。 圖15 微帶線(xiàn)耦合器 圖16 微帶線(xiàn)功分器微帶線(xiàn)功分器在要求不高的情況下，可以用PCB走線(xiàn)做成微帶線(xiàn)功分器，如圖16所示，要求阻抗?jié)M足下列要求：Z0=50，Z1=21/2Z0=70.0，從功率合成點(diǎn)B到電阻C點(diǎn)之間的走線(xiàn)距離LBC應(yīng)滿(mǎn)足：LBC=/4，其中電阻阻值為100。/4微帶線(xiàn)周期正弦被間隔/4（即900）處的兩點(diǎn)，互相之間的影響最小。當(dāng)/4微帶線(xiàn)一端直接接地，或通過(guò)高頻濾波電容（如100PF）接地，即一端交流接地時(shí)，另一端相當(dāng)于交流開(kāi)路，對(duì)線(xiàn)長(zhǎng)等于/4的信號(hào)來(lái)說(shuō)具電

22、感效應(yīng)，其典型應(yīng)用是小信號(hào)放大管或功率管的偏置與供電電路，如圖17所示。詳細(xì)基礎(chǔ)內(nèi)容參見(jiàn)附錄F。圖17 功放管偏置走線(xiàn)對(duì)應(yīng)PCB設(shè)計(jì)推薦設(shè)計(jì)如下：a）功放管輸出端偏置走線(xiàn)長(zhǎng)度為/4，等價(jià)于最近的高頻濾波電容到信號(hào)走線(xiàn)或匹配銅箔的距離。b）功放管輸入端偏置走線(xiàn)長(zhǎng)度/4，等價(jià)于最近的高頻濾波電容到信號(hào)走線(xiàn)或匹配銅箔的距離。c）并聯(lián)的組合濾波電容應(yīng)排列在一起，要注意排列次序，/4的高阻線(xiàn)要直接從高頻濾波電容的腳上拿出來(lái)。帶狀線(xiàn)布線(xiàn)射頻信號(hào)有時(shí)要從PCB的中間層穿過(guò)，常見(jiàn)的為從第三層走，第二層和第四層必須是完整的接地平面，即偏心帶狀線(xiàn)結(jié)構(gòu)。如圖18所示，應(yīng)保證帶狀線(xiàn)的結(jié)構(gòu)完整須要求：帶狀線(xiàn)兩邊的邊緣離

23、地平面邊緣至少3W寬度，且在3W范圍內(nèi)，不得有過(guò)孔；禁止射頻信號(hào)走線(xiàn)跨第二層或第四層的地平面縫隙。圖18 帶狀線(xiàn)布線(xiàn)射頻信號(hào)走線(xiàn)兩邊包地銅箔要求接地銅箔到信號(hào)走線(xiàn)間隙=1.5W，地銅箔邊緣加地線(xiàn)孔，孔間距小于/20，均勻排列整齊。地線(xiàn)銅箔邊緣要光滑、平整、禁止尖銳毛刺。除特殊用途外，禁止射頻信號(hào)走線(xiàn)上伸出多余的線(xiàn)頭。漸變線(xiàn)一些射頻器件封裝較小，SMD焊盤(pán)寬度可能小至12mils，而射頻線(xiàn)寬可能達(dá)50mils，建議選用漸變線(xiàn)，禁止線(xiàn)寬突變。漸變線(xiàn)如圖19所示。圖19 漸變線(xiàn)布線(xiàn)范圍 考慮到PCB板內(nèi)開(kāi)孔器件的射頻走線(xiàn)的匹配，開(kāi)口槽內(nèi)銅距開(kāi)孔邊尺寸（見(jiàn)圖20）最小為10mil，否則PCB無(wú)法加工。

24、其他內(nèi)外層線(xiàn)路及銅箔到板邊的距離參考PCB工藝設(shè)計(jì)規(guī)范。圖20 射頻單板開(kāi)口槽內(nèi)銅箔離孔邊間距大面積電源區(qū)和接地區(qū)的設(shè)計(jì) 大面積電源區(qū)和接地區(qū)的元件連接焊盤(pán)，應(yīng)設(shè)計(jì)成如圖21所示形狀，以免大面積銅箔傳熱過(guò)快，影響元件的焊接質(zhì)量，或造成虛焊。圖21 花焊盤(pán)的設(shè)計(jì)對(duì)于有電流要求的特殊情況允許使用阻焊膜限定的焊盤(pán)。對(duì)于射頻板的特殊要求不能使用花焊盤(pán)隔熱設(shè)計(jì)的必須與工藝人員充分溝通。對(duì)于隔熱的其他設(shè)計(jì)要求，具體見(jiàn)Q/ZX 04.100.2.印制電路板設(shè)計(jì)規(guī)范工藝性要求。對(duì)射頻電路傳輸線(xiàn)、微帶線(xiàn)部分，建議采用綠油橋(焊壩solder dam）隔開(kāi)大面積接地區(qū)或器件焊盤(pán)，防止可能出現(xiàn)的少錫等工藝缺陷。如圖

25、22所示。圖22 射頻走線(xiàn)上綠油橋覆蓋功放板中部分器件需要手工焊接，包括功放管焊盤(pán)、SMA微帶插座焊盤(pán)、及2個(gè)單板之間的飛線(xiàn)連接處，如圖2325所示，建議焊盤(pán)間的綠油阻焊橋適當(dāng)遠(yuǎn)離焊盤(pán)位置，以防止手工焊接時(shí)不良。 圖23功放管焊盤(pán) 圖24 SMA微帶插座焊盤(pán) 圖25 飛線(xiàn)連接焊盤(pán)射頻器件大面積接地銅箔要求涂阻焊（綠油橋），以防止可能出現(xiàn)的器件偏位、虛焊等工藝缺陷。阻焊（綠油橋）設(shè)計(jì)原則上要求大面積銅箔水平方向和垂直方向不少于一條綠油橋，綠油橋的寬度需設(shè)計(jì)為0.1mm或以上。典型射頻電路隔熱設(shè)計(jì)如圖26所示。 圖26 典型射頻電路隔熱設(shè)計(jì)地層射頻PCB設(shè)計(jì)的EMC 地層層分布雙面板，頂層為信號(hào)層

26、，底面為地平面。四層板，頂層為信號(hào)層，第二層為地平面，第三層走電源、控制線(xiàn)。特殊情況下（如射頻信號(hào)線(xiàn)要穿過(guò)屏蔽壁），在第三層要走一些射頻信號(hào)線(xiàn)。每層均要求大面積敷地。接地大面積接地為減少地平面的阻抗，達(dá)到良好的接地效果，建議遵守以下要求：射頻PCB的接地要求大面積接地；在微帶印制電路中，底面為接地面，必須確保光滑平整；要將地的接觸面鍍金或鍍銀，導(dǎo)電良好，以降低地線(xiàn)最抗；使用緊固螺釘，使其與屏蔽腔體緊密結(jié)合，緊固螺釘?shù)拈g距小于/20（依具體情況而定）。分組就近接地按照電路的結(jié)構(gòu)分布和電流的大小將整個(gè)電路分為成相對(duì)獨(dú)立的幾組，各組電路就近接地形成回路，要調(diào)整各組內(nèi)高頻濾波電容方向，縮小電源回路。注

27、意接地線(xiàn)要短而直，禁止交叉重疊，減少公共地阻抗所產(chǎn)生的干擾。射頻器件的接地 表面貼射頻器件和濾波電容需要接地時(shí)，為減少器件接地電感，要求：至少要有2根線(xiàn)接鋪地銅箔；用至少2個(gè)金屬化過(guò)孔在器件管腳旁就近接地。增大過(guò)孔孔徑和并聯(lián)若干過(guò)孔。有些元件的底部是接地的金屬殼，要在元件的投影區(qū)內(nèi)加一些接地孔，表面層不得布線(xiàn)。微帶電路的接地微帶印制電路的終端單一接地孔直徑必須大于微帶線(xiàn)寬，或采用終端大量成排密布小孔的方式接地。接地工藝性要求在工藝允許的前提下，可縮短焊盤(pán)與過(guò)孔之間的距離；在工藝允許的前提下，接地的大焊盤(pán)可直接蓋在至少6個(gè)接地過(guò)孔上（具體數(shù)量因焊盤(pán)大小而異）；接地線(xiàn)需要走一定的距離時(shí)，應(yīng)縮短走線(xiàn)

28、長(zhǎng)度，禁止超過(guò)/20，以防止天線(xiàn)效應(yīng)導(dǎo)致信號(hào)輻射；除特殊用途外，不得有孤立銅箔，銅箔上一定要加地線(xiàn)過(guò)孔；禁止地線(xiàn)銅箔上伸出終端開(kāi)路的線(xiàn)頭。屏蔽射頻信號(hào)可以在空氣介質(zhì)中輻射?？臻g距離越大，工作頻率越低，輸入輸出端的寄生耦合就越小，隔離度則越大。PCB典型的空間隔離度約為50dB。敏感電路和強(qiáng)烈輻射源電路要加屏蔽，但如果設(shè)計(jì)加工有難度時(shí)（如空間或成本限制等），可不加，但要做試驗(yàn)最終決定。這些電路有：接收電路前端是敏感電路，信號(hào)很小，要采用屏蔽。對(duì)射頻單元和中頻單元須加屏蔽。接收通道中頻信號(hào)會(huì)對(duì)射頻信號(hào)產(chǎn)生較大干擾，反之，發(fā)射通道的射頻信號(hào)對(duì)中頻信號(hào)也會(huì)造成輻射干擾。振蕩電路：強(qiáng)烈輻射源，對(duì)本振源要

29、單獨(dú)屏蔽，由于本振電平較高，對(duì)其他單元形成較大的輻射干擾。功放及天饋電路：強(qiáng)烈輻射源，信號(hào)很強(qiáng)，要屏蔽。數(shù)字信號(hào)處理電路：強(qiáng)烈輻射源，高速數(shù)字信號(hào)的陡峭的上下沿會(huì)對(duì)模擬的射頻信號(hào)產(chǎn)生干擾。級(jí)聯(lián)放大電路：總增益可能會(huì)超過(guò)輸出到輸入端的空間隔離度，這樣就滿(mǎn)足了振蕩條件之一，電路可能自激。如果腔體內(nèi)的電路同頻增益超過(guò)3050dB，必須在PCB板上焊接或安裝金屬屏蔽板，增加隔離度。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮頻率、功率、增益情況決定是否加屏蔽板。級(jí)聯(lián)的濾波、開(kāi)關(guān)、衰減電路：在同一個(gè)屏蔽腔內(nèi)，級(jí)聯(lián)濾波電路的帶外衰減、級(jí)聯(lián)開(kāi)關(guān)電路的隔離度、級(jí)聯(lián)衰減電路的衰減量必須小于3050dB。如果超過(guò)這個(gè)值，必須在PCB板上

30、焊接或安裝金屬屏蔽板，增加隔離度。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮頻率、功率、增益情況決定是否加屏蔽板。收發(fā)單元混排時(shí)應(yīng)屏蔽。數(shù)?；炫艜r(shí)，對(duì)時(shí)鐘線(xiàn)要包地銅皮隔離或屏蔽。屏蔽材料和方法 常用的屏蔽材料均為高導(dǎo)電性能材料，如銅板、銅箔、鋁板、鋁箔。鋼板或金屬鍍層、導(dǎo)電涂層等。靜電屏蔽主要用于防止靜電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)的影響。應(yīng)注意兩個(gè)基本要點(diǎn)，即完善的屏蔽體和良好的接地性。電磁屏蔽主要用于防止交變磁場(chǎng)或交變電磁場(chǎng)的影響，要求屏蔽體具有良好的導(dǎo)電連續(xù)性，屏蔽體必須與電路接在共同的地參考平面上，要求PCB中屏蔽地與被屏蔽電路地要盡量的接近。對(duì)某些敏感電路，有強(qiáng)烈輻射源的電路可以設(shè)計(jì)一個(gè)在PCB上焊接的屏蔽腔，PCB 在

31、設(shè)計(jì)時(shí)要加上“過(guò)孔屏蔽墻”，就是在PCB上與屏蔽腔壁緊貼的部位加上接地的過(guò)孔。要求如下： 有兩排以上的過(guò)孔；兩排過(guò)孔相互錯(cuò)開(kāi)；同一排的過(guò)孔間距要小于/20；接地的PCB銅箔與屏蔽腔壁壓接的部位禁止有阻焊。射頻信號(hào)線(xiàn)在頂層穿過(guò)屏蔽壁時(shí)，要在屏蔽腔相應(yīng)位置開(kāi)一個(gè)槽門(mén)，門(mén)高大于0.5mm,門(mén)寬要保證安裝屏蔽壁后信號(hào)線(xiàn)與屏蔽體間的距離大于1mm。屏蔽罩設(shè)計(jì)金屬屏蔽腔的基本結(jié)構(gòu)此類(lèi)屏蔽罩被廣泛使用，如圖27。材料一般為薄的鋁合金，制造工藝一般采用沖壓折彎或壓力鑄造工藝，這種屏蔽罩有較多的螺釘孔，便于螺釘固定。部分需鋁合金蓋子和吸波材料增強(qiáng)屏蔽性能。射頻PCB需裝在屏蔽腔內(nèi)，要選擇合適的屏蔽腔尺寸，使其最

32、低諧振頻率遠(yuǎn)高于工作頻率，最好10倍以上，詳見(jiàn)附錄G“金屬屏蔽腔的尺寸設(shè)計(jì)”。屏蔽腔的高度一般為第一層介質(zhì)厚度1520倍或以上，在屏蔽腔面積一定時(shí)，要提高屏蔽腔的最低諧振頻率，需增加長(zhǎng)寬比，避免正方形的腔體，如圖28。罩體螺絲孔罩體螺絲孔圖27 罩體和螺絲孔 圖28 屏蔽腔 金屬屏蔽腔對(duì)PCB布局的工藝要求屏蔽罩與PCB板接觸的罩體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮PCB bottom面的器件高度，特別是插件器件引腳伸出的高度。需考慮螺絲禁布區(qū)的大小，防止組裝時(shí)損壞表層線(xiàn)路或器件。射頻功放板由于結(jié)構(gòu)尺寸的限制，其單板尺寸相對(duì)較小，故一般要求螺釘安裝空間（禁布區(qū)）至少在安裝孔焊盤(pán)外側(cè)。螺釘安裝空間見(jiàn)表5表5 螺釘安裝

33、空間 單位：mmM2.5M3M4M5M6 孔徑(D1)33.54.567 焊盤(pán)(有接地要求) (D2)7.58101113金屬屏蔽罩自身成本和裝配成本很貴，并且外形不規(guī)則的金屬屏蔽罩在制造時(shí)很難保證高精度和高平整性，又使元器件布局受到一些限制；金屬屏蔽罩不利于元器件更換和故障定位。 盡可能保證屏蔽罩的完整非常重要，進(jìn)入金屬屏蔽罩的數(shù)字信號(hào)線(xiàn)應(yīng)該盡可能走內(nèi)層，RF信號(hào)線(xiàn)可以從金屬屏蔽罩底部的小缺口和地缺口處的布線(xiàn)層上走出去，不過(guò)缺口處周?chē)M可能地多布一些地，不同層上的地可通過(guò)多個(gè)過(guò)孔連在一起。為保證裝配和返修，金屬屏蔽罩周?chē)秶鷥?nèi)不能有超過(guò)其高度的器件，Chip小器件到屏蔽罩的距離應(yīng)該以上，其

34、它器件距離要求以上，并且放置朝向最好符合方便維修方向。金屬屏蔽罩內(nèi)部不能有超過(guò)其高度的器件，并且器件頂部到屏蔽罩面的距離要符合安全規(guī)范要求。需考慮SMA微帶插座與PCB板接觸時(shí)的高度匹配，否則焊接可靠性存在影響。如圖29所示，設(shè)計(jì)時(shí)須考慮PCB板厚的公差（10%），金屬屏蔽腔的加工誤差(0.05mm)。建議SMA微帶插座與PCB板的高度間隙不超過(guò)0.5mm，插座與焊盤(pán)不允許有明顯偏差。PCB焊盤(pán)SMA插座PCB焊盤(pán)SMA插座圖29 SMA微帶插座與PCB連接由于功放板設(shè)計(jì)的特殊情況，容許2塊單板之間信號(hào)穿過(guò)屏蔽罩，并用飛線(xiàn)連接，如圖30。圖30 功放板板內(nèi)信號(hào)用飛線(xiàn)連接 射頻板ESD工藝射頻器

35、件是指使用在射頻電路上的完成射頻信號(hào)處理的器件，一般采用使用淺結(jié)工藝制作，靜電敏感等級(jí)高，一般為100V300V,極容易ESD（electro-static discharge,靜電釋放）損傷。射頻器件由于工作頻率高、頻帶寬、分布參數(shù) ，決定了其特殊的制造工藝，如薄膜技術(shù)、淺PN結(jié)、無(wú)ESD保護(hù)MOS工藝、GaAs材料、微小封裝等特點(diǎn)導(dǎo)致射頻器件特別是IC對(duì)ESD、電浪涌、機(jī)械應(yīng)力等諸多破壞性因素極為敏感，使其可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常用中低頻器件，尤其是射頻功率放大器還受環(huán)境溫度和散熱條件的高度制約，對(duì)熱應(yīng)力也極為敏感，這些特性要求射頻物料在存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)、加工、調(diào)測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)中有良好的防ESD、防電浪涌

36、（過(guò)電壓或過(guò)電流沖擊）、防機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力等工藝條件，有嚴(yán)格的生產(chǎn)調(diào)測(cè)工藝操作規(guī)范并嚴(yán)密實(shí)施，才能使射頻器件的可靠性得到保證。詳見(jiàn)附錄H。射頻單板ESD工藝要求如下：射頻敏感器件(參考相關(guān)射頻資料定義)、與敏感器件連接的電容等盡量布線(xiàn)遠(yuǎn)離板邊緣，這樣可減少人體靜電引入單板，導(dǎo)致敏感器件失效。射頻開(kāi)發(fā)人員需在技術(shù)更改單或料單上注明較敏感器件等級(jí)（300V以下均需要填寫(xiě)），以便生產(chǎn)人員在操作中小心謹(jǐn)慎。射頻器件推薦使用機(jī)器貼片的SMD器件，盡量不要使用插件，這些插件很容易導(dǎo)致ESD損傷器件。射頻連接器信號(hào)端應(yīng)盡量遠(yuǎn)離板邊緣（防止組裝時(shí)人體靜電），而接地端應(yīng)充分考慮指向外邊緣，如圖31所示。建議在射

37、頻敏感器件附近提供明顯的防靜電絲印標(biāo)識(shí)。圖31 射頻敏感器件附近的防靜電絲印標(biāo)識(shí)在選擇射頻器件特別是射頻IC時(shí)，要預(yù)先考慮到生產(chǎn)測(cè)試時(shí)加電、斷電可能對(duì)IC的電浪涌沖擊。表面貼裝元件的焊盤(pán)設(shè)計(jì)射頻器件封裝設(shè)計(jì)的基本原則 射頻器件按工藝的角度則可分為以下四類(lèi)：挖空安裝器件；底部大銅箔器件；小型器件；兼容器件。 其總體設(shè)計(jì)原則為：挖空安裝器件:參照挖空安裝器件設(shè)計(jì)規(guī)則。底部大銅箔器件: 必須將底部大銅箔用綠油隔開(kāi)為幾個(gè)部分。小型器件: 焊盤(pán)的長(zhǎng)度應(yīng)在保證焊接的情況小,盡量短,防止器件漂移和內(nèi)部短路。兼容器件:相同代碼不同廠(chǎng)家器件兼容,封裝焊盤(pán)兼容以大器件為主；對(duì)于安裝方向標(biāo)識(shí)不同的兼容,建議同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)

38、引腳和安裝方向,避免混淆；也可以采用單板內(nèi)兼容的方式。其他表面組裝元器件的焊盤(pán)圖形設(shè)計(jì)，參照Q/ZX 04.100.4、Q/ZX 04.100.5。射頻器件焊盤(pán)與過(guò)孔的設(shè)計(jì)要求射頻元器件在布局時(shí)，每個(gè)波長(zhǎng)需約20個(gè)接地點(diǎn)（接地過(guò)孔），在大面積焊盤(pán)下的過(guò)孔最大間距約為/10，為防止過(guò)孔相互重疊等工藝問(wèn)題，要求過(guò)孔間距不小于約/60，依實(shí)際射頻設(shè)計(jì)而定，其典型設(shè)計(jì)圖例如圖32。圖32 典型射頻器件焊盤(pán)與過(guò)孔設(shè)計(jì)由于考慮特殊器件散熱和接地問(wèn)題，射頻單板需在元件焊盤(pán)上打過(guò)孔，由于容易導(dǎo)致錫過(guò)多而滲出過(guò)孔，將導(dǎo)致工藝缺陷，故原則上不推薦在大面積接地焊盤(pán)上存在直接相連的過(guò)孔。除非性能所需。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證, 推

39、薦射頻板上大面積焊盤(pán)無(wú)阻焊的過(guò)孔設(shè)計(jì)直徑為0.45mm的過(guò)孔(可不塞孔)。射頻板阻焊層設(shè)計(jì)阻焊層可防止焊錫膏的流動(dòng)。但是，由于厚度不確定性和絕緣性能的未知性，整個(gè)板表面都覆蓋阻焊材料將會(huì)導(dǎo)致微帶設(shè)計(jì)中的電磁能量的較大變化。一般采用焊壩(solder dam)來(lái)作阻焊層。Q/ZX 04.100.2中關(guān)于阻焊層的規(guī)定適用于射頻板的表層非射頻信號(hào)走線(xiàn)區(qū)域。對(duì)于需要阻抗控制的射頻信號(hào)走線(xiàn)則需要根據(jù)實(shí)際情況區(qū)別對(duì)待。一般建議依照如下原則進(jìn)行設(shè)計(jì)：對(duì)于小于8GHz的普通射頻信號(hào)走線(xiàn)，可以涂敷厚度15 um以下的阻焊膜。對(duì)于更高頻率的電路，不建議做任何厚度的阻焊涂敷。只需要在走線(xiàn)上焊盤(pán)周邊加上公司規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)

40、阻焊條(焊壩)阻擋焊料隨意流動(dòng)即可。對(duì)小于8GHz頻段內(nèi)的微帶結(jié)構(gòu)濾波、匹配等需要高Q值的電路部分，由于阻焊層會(huì)改變這部分電路的Q值即頻帶特性，除非設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)時(shí)考慮阻焊層的影響，一般不建議做任何厚度的阻焊涂敷。對(duì)于大功率功放電路射頻走線(xiàn)禁止使用任何厚度的阻焊涂敷。注：本原則僅適用于在印制板表層的射頻信號(hào)走線(xiàn)，即采用微帶線(xiàn)（microstrip）形式或使用接地共面波導(dǎo)(CPWG)形式的射頻走線(xiàn)，不適用于內(nèi)層射頻信號(hào)走線(xiàn)。對(duì)于阻焊層的其他設(shè)計(jì)要求，具體見(jiàn)PCB工藝設(shè)計(jì)規(guī)范。 附錄A（資料性附錄）射頻印制電路板主要板材介紹表A.1 TACONIC公司型號(hào) 頻率介電常數(shù)損耗因子型號(hào)頻率介電常數(shù)損耗因子

41、HT1.510GHz2.350.050.0025射頻-351.9GHz3.50.10.0025TLE-9510GHz2.950.050.0028射頻-301.9GHz3.00.10.0014TLX-910GHz2.500.040.0019TLY-510GHz2.200.020.0009TP-3210GHz3.200.10.0022TSM-3010GHz3.00.050.0015TLT-91MHZ2.500.050.0006TLC-3210GHz3.200.050.03表A.2 ROGERS公司型號(hào) 頻率介電常數(shù)損耗因子型號(hào)頻率介電常數(shù)損耗因子RO435010GHz3.480.050.0040R

42、O400310GHz3.380.050.0027RO440310GHz3.170.050.005RO300310GHz3.000.040.0013RO320310GHz3.020.040.0016RT588010GHz2.200.020.0009RT587010GHz2.330.020.0012ULT200010GHz2.600.040.0022RT600210GHz2.940.040.0012TMM310GHz3.270.0320.0020RO423310GHz3.330.050.0026FLEX300010GHz2.90.040.002表A.3 Arlon公司型號(hào) 頻率介電常數(shù)損耗因子型號(hào)

43、頻率介電常數(shù)損耗因子DiClad52710GHz2.60 0.040.0022DiClad87010GHz2.330.020.0013DiClad88010GHz2.20 0.020.0009IsoClad 93310GHz2.330.040.0016IsoClad91710GHz2.200.040.0013AD 25010GHz2.50.0018AD 27010GHz2.70.003AD 30010GHz3.00.003AD 32010GHz3.20.003AD 35010GHz3.50.001825N10GHz3.380.060.002525FR10GHz3.580.060.0035表A.

44、4 GETEK公司型號(hào) 頻率介電常數(shù)損耗因子型號(hào)頻率介電常數(shù)損耗因子RF300B108010GHz3.8 0.0074RF300B231310GHz3.9 0.0074RF300B762810GHz4.10.0074DS300B762810GHz4.20.0074ML200H108010GHz3.30.009ML200K108010GHz3.40.010ML200K211610GHz3.50.010RG200K108010GHz3.00.003AD 32010GHz3.20.003AD 35010GHz3.80.009RF300H108010GHz3.30.006DS300H211610GHz

45、3.40.006表A.5 Parknelco公司型號(hào) 頻率介電常數(shù)損耗因子型號(hào)頻率介電常數(shù)損耗因子N4000-1210GHz3.60.008N4000-12SI10GHz3.20.006N500010GHz3.60.014N7000-110GHz3.80.016N7000-2HT10GHz3.50.015N800010GHz3.50.011NY900010GHz2.330.0011NX900010GHz3.20.0024NH900010GHz3.50.0030N900010GHz3.50.0055附錄B(資料性附錄)銅箔厚度和特性阻抗B.1在射頻電路中由于銅箔厚度同特性阻抗有著緊密關(guān)系,所以在

46、計(jì)算特性阻抗時(shí)要考慮銅箔厚度的影響B(tài).2從圖22可以看出，微帶線(xiàn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)比起帶狀線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)在相同介質(zhì)厚度和材料下具有較高的特性阻抗值，一般要大2040。因此對(duì)高頻和高速數(shù)字信號(hào)傳輸大多采用微帶線(xiàn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。同時(shí)特性阻抗值將隨著介質(zhì)厚度的增加而增大。所以對(duì)于特性阻抗值嚴(yán)格控制的高頻線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，對(duì)覆銅板的介質(zhì)厚度的誤差應(yīng)提出嚴(yán)格要求，一般來(lái)說(shuō)其介質(zhì)厚度變化不超過(guò)10%。對(duì)于多層板來(lái)說(shuō)介質(zhì)層厚度還是個(gè)加工因素，特別是與多層層壓加工密切相關(guān)，因此也應(yīng)嚴(yán)密加以控制。從特性阻抗公式中可以看出銅箔厚度也是影響特性阻抗的一個(gè)重要因素，銅箔厚度越大，其特性阻抗就越小，但其變化范圍相對(duì)是較小的。如圖C.1所示。圖B

47、.1 銅箔厚度與特性阻抗B.3從圖B.1可知，盡管采用越薄的銅箔厚度可得到較高的特性阻抗值，但是，其厚度變化對(duì)特性阻抗值的貢獻(xiàn)不大，同時(shí)，其厚度變化范圍也不大，因此采用薄銅箔對(duì)特性阻抗的貢獻(xiàn)，不如說(shuō)是由于薄銅箔對(duì)制造精細(xì)導(dǎo)線(xiàn)來(lái)提高或控制特性阻抗值而作出貢獻(xiàn)更為確切得多。實(shí)際上，PCB產(chǎn)品的導(dǎo)線(xiàn)厚度，不僅只是覆銅箔的厚度，它還包括了在制板加工過(guò)程中帶來(lái)厚度的變化。附錄C(資料性附錄)射頻材料的特性及要求C.1高頻材料簡(jiǎn)介C.1.1一般的高頻性印制電路板基板材料的特性，包括著它的信號(hào)傳播損失?。ň哂械徒殡姵?shù)、低介質(zhì)損耗因子）、信號(hào)傳輸速度高、在介電特性方面受到頻率、溫度、濕度變化下而表現(xiàn)出的高穩(wěn)

48、定性等內(nèi)容。C.1.2選擇高頻性印制電路板基板材料，首先必須要考慮到它在高頻電路PCB上的信號(hào)傳播損失的特性。1GHZ以上領(lǐng)域內(nèi)還會(huì)存在著由于“表皮效果”（又稱(chēng)為“肌膚效應(yīng)”）問(wèn)題，它造成的導(dǎo)體損失。C.1.3還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在基板材料上、在PCB制造上、在組裝上由于存在著微小偏差（特別是在層間厚度、介電常數(shù)、導(dǎo)體厚度、導(dǎo)體寬度四個(gè)方面的偏差），就會(huì)造成基板材料的特性阻抗的不整合，出現(xiàn)反射、衰減量的增大。C.2影響基板材料介電特性的因素C.2.1影響的介電常數(shù)的因素 介電常數(shù)與介電體損失、信號(hào)的傳輸速度、信號(hào)的波長(zhǎng)的縮短率相關(guān)?；宀牧系慕殡姵?shù)值高，波長(zhǎng)的縮短率則大。RF電路、天線(xiàn)電路多采用波

49、長(zhǎng)（）為/4的設(shè)計(jì)，對(duì)基板材料要求低的介電常數(shù)。在過(guò)去用KHZ、MHZ頻率電路設(shè)計(jì)的時(shí)代，曾經(jīng)使用過(guò)高介電常數(shù)、低介質(zhì)損耗因子的陶瓷基板材料（它的介電常數(shù)為10，介質(zhì)損耗因子為0.0002）。在1GHZ傳輸頻率下，信號(hào)波長(zhǎng)在空氣中為30cm，而采用FR-4基板材料的配線(xiàn)圖形上的信號(hào)波長(zhǎng)為15cm。/4的設(shè)計(jì)方式下，配線(xiàn)長(zhǎng)度縮短為3.75cm。從印制電路板制造質(zhì)量的精度上考慮，使用高介電常數(shù)的基板材料，若想得到所要求的高頻性能是很困難的。因此，在1GHZ以上的電路要求的情況下，采用低介電常數(shù)的基板材料制造PCB是十分必要的。而使用有機(jī)樹(shù)脂系基材，要比陶瓷基材更易實(shí)現(xiàn)基板材料的低介電常數(shù)、低介質(zhì)損

50、耗因子的要求。C.2.2頻率變化對(duì)介電特性的影響 在不同的頻率條件下的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子是會(huì)發(fā)生變化的。低介電常數(shù)的基板材料，在1GHZ以上在介電特性上是基本變化不大的。而在低頻率范圍內(nèi)，它的介電特性測(cè)定值“混亂”變化跳動(dòng)較大。FR-4基板材料的介電常數(shù)在1MHZ時(shí)是4.7，在1GHZ時(shí)是隨著頻率條件的不同而略微有變化。并且從1MHZ到1GHZ的頻率增高，它表現(xiàn)出略微下降的趨勢(shì)。因此高頻射頻板一般采用專(zhuān)用的射頻板材C.2.3環(huán)境變化對(duì)介電特性的影響 選擇高頻電路用的基板材料，還應(yīng)該注意考察在高頻元器件發(fā)熱量大的情況下，以及在高溫、高濕環(huán)境情況下，基板材料的介電特性的變化大小。一般要選擇在上

51、述環(huán)境變化下介電特性變化小的基板料。在高溫、高濕環(huán)境情況下，一般的基板材料的和tan值是上升的。因此，根據(jù)所使用的環(huán)境中的溫度、濕度的變化情況，去掌握基材料的介電特性能變化量，是十分重要的。C.2.4在頻率、溫濕度變化下的對(duì)介電特性穩(wěn)定性的評(píng)價(jià) 對(duì)基板材料介電特性在頻率、溫濕度變化下的穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)，首先要用這種基板材料制作出測(cè)試專(zhuān)用印制電路板。然后采用電路分析的手段，對(duì)S參數(shù)的進(jìn)行測(cè)定（S21：減衰量、S11：反射量）。并檢測(cè)其位相特性、VSWR、特性阻抗等。在檢測(cè)中必須要注意考慮在檢測(cè)中的影響度。（這種檢測(cè)中止差），對(duì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響是至關(guān)重要的。C.3基板材料組成印制板的設(shè)計(jì)要求C.3

52、.1基板材料的介電特性穩(wěn)定化C.3.1.1為了實(shí)現(xiàn)高頻電路下波長(zhǎng)的縮短，要求基板材料具有穩(wěn)定的介常數(shù)值。即從微觀角度上講，介電常數(shù)值達(dá)到均勻一致。對(duì)于有玻纖布增強(qiáng)的基板材料來(lái)講，實(shí)現(xiàn)這一特性的重要途徑，是基板材料的構(gòu)成要100的采用經(jīng)開(kāi)纖處理過(guò)的玻璃纖維布。從而達(dá)到基板材料組成中的玻璃纖維布與樹(shù)脂分布的均一化。C.3.1.2大多的板材料，其樹(shù)脂的重量比在35-65范圍。當(dāng)樹(shù)脂量越高越接近樹(shù)脂本身的介電常數(shù)值，整個(gè)基板材料的介電常數(shù)表現(xiàn)越低。當(dāng)樹(shù)脂量越小，整個(gè)基板材料的介質(zhì)損耗因子值就越接近玻璃纖維布的介質(zhì)損耗因子值，即介質(zhì)損耗因子值表現(xiàn)出越小。從理論上可以計(jì)算出在不同樹(shù)脂與玻璃纖維布含量的比例

53、時(shí)，整個(gè)基板材料的介電常數(shù)值。C.3.2基板材料的樹(shù)脂量對(duì)其他性能的影響基板材料的樹(shù)脂量不但對(duì)介電特性有很大的影響，而且對(duì)基板材料的玻璃化溫度（Tg）、板的厚度方向（Z方向）和面方向（X、Y方向）的熱膨脹系數(shù)（即尺寸穩(wěn)定生）也有著重要影響。當(dāng)樹(shù)脂量小時(shí)，板的Tg高，熱膨脹系數(shù)小。在高溫條件下，所使用的樹(shù)脂由于一般會(huì)產(chǎn)生水分解反應(yīng)，使得它的絕緣電阻下降，造成基板材料的絕緣性惡化。當(dāng)樹(shù)脂量越大，這種變化特性就越明顯。而板的熱膨脹系數(shù)大小，直接關(guān)朕到印制電路板的通孔可靠性、焊接可靠性的好壞。C.3.3基板材料熱膨脹系數(shù)與玻璃纖維布、樹(shù)脂的關(guān)系C.3.3.1使用玻璃纖維布作為增強(qiáng)的基板材料，它的X、Y

54、方向的熱膨脹系數(shù)，主要與玻璃纖維布制造方法（單絲直徑、玻璃紗的線(xiàn)密度、織物密度等）有很大的依存關(guān)系。而基板材料的厚度方向的熱膨系數(shù)的大小，主要與樹(shù)膨脹系數(shù)有著依存的關(guān)系。在這一類(lèi)基板材料的構(gòu)成中添加了填充材料，會(huì)由于降低樹(shù)脂量而在基板材料的熱膨脹量方面得到了抑制。C.3.3.2一些無(wú)鹵化基板材料、適于激光鉆孔的基板材料，一般要在基板材料樹(shù)脂中混入無(wú)機(jī)填充材料。在達(dá)到板的規(guī)定厚度情況下，由于填充材料的入，使用樹(shù)脂量比例有所減少。這樣在板Tg上會(huì)得到提高。在X、Y、Z方向上熱膨脹量方面會(huì)有所減低。由于所加入的填充材料都具有高介電常數(shù)、低介質(zhì)損失因數(shù)特性，這樣造成在樹(shù)脂中加入填充材料板的介電常數(shù)升高

55、。而在介質(zhì)損失因子方面有所降低。C.3.4 銅箔對(duì)高頻板的影響C.3.4.1在剛性印制電路板制造中多使用電解銅箔。基板材料中的樹(shù)脂與銅箔間的剝離強(qiáng)度，與銅箔的粗化面的表面處理輪廓度大小相關(guān)。一般講，處理面的處理層輪廓大的銅箔，它的剝離強(qiáng)度就高。在存在高頻信號(hào)的印制電路板場(chǎng)合，由于有“表皮效果”的影響，只有導(dǎo)電線(xiàn)路的表面才有信號(hào)的流通，這樣，當(dāng)銅箔處理面處理層的輪廓大，就在反射、衰減量在的表現(xiàn)。這會(huì)引起信號(hào)傳問(wèn)輸損失加大。因此，在減低粗化面處理層的輪廓度，是高頻電路用基板所期望的。C.3.4.2目前對(duì)輪廓為4m以下的銅箔，稱(chēng)之為低輪廓銅箔（簡(jiǎn)稱(chēng)為VLP銅箔）。在高頻電路中，使用具有低輪廓并且是極

56、薄箔，已經(jīng)成為一種發(fā)展的潮流。由于壓延銅箔是具有低輪廓的特性，使用目前正在積極開(kāi)發(fā)具有較高剝離強(qiáng)度性能的壓延銅箔品種。C.3.4.3高頻電路基板，不僅需要銅箔的厚度方向降低其尺寸分散問(wèn)題，而且還期望銅箔低面（靠基材樹(shù)脂的面）的寬幅的尺寸精度也有所提高。低輪廓銅箔易于實(shí)現(xiàn)上述兩項(xiàng)對(duì)銅箔的性能要求。并且，采用低輪廓銅箔，還由于它在蝕刻電路圖形的加工后，在基板上銅粉的殘留甚少（或者是沒(méi)有），因此可帶來(lái)PCB的耐電壓性、長(zhǎng)期電氣絕緣性提高的效果。C.3.5 高頻板制造中圖形尺寸精度的控制C.3.5.1印制電路板制造中對(duì)特性阻抗精度的控制，存在著六個(gè)方面（包括十個(gè)參數(shù)）的構(gòu)成要素。它們包括：絕緣層厚度（

57、即PCB層間厚度）（h）及其厚度精度（h）；導(dǎo)體寬度（w）及其寬度精度（w）；蝕刻因子（ef）；導(dǎo)體厚度（t）及其厚度精度（t）；介電常數(shù)值（）及其精度（）；阻焊劑膜厚度（mh）。這些要素，對(duì)于控制PCB的特性阻抗大小及其精度有著直接的影響，并左右著印制電路板的高頻特性的實(shí)現(xiàn)情況。C.3.5.2在上述的特性阻抗的構(gòu)成要素中，介電常數(shù)值的精度與基板材料（半固化片）的樹(shù)脂含量的均勻程度密切相關(guān)。而導(dǎo)線(xiàn)的蝕刻因子、導(dǎo)體寬度精度要素都與銅箔的處理面輪廓度大小直接相關(guān)聯(lián)。C.3.5.3半固化片樹(shù)脂含量的技術(shù)指標(biāo)，是各個(gè)基板材料生產(chǎn)廠(chǎng)根據(jù)用戶(hù)廠(chǎng)（印制電路板生產(chǎn)廠(chǎng)）實(shí)際成型加工工藝的不同及生產(chǎn)水平的能力而制

58、定的。由于樹(shù)脂量的不同，使得在半固化片的熔融粘度上有所差導(dǎo)及在層壓工藝上也就存在著不同。這些會(huì)帶來(lái)PCB在絕緣層厚度及其精度上有所差別。因此，采用不同廠(chǎng)家、不同樹(shù)脂量指標(biāo)的半固化片材料所生產(chǎn)的多層板，在它的介電特性，特別是介電常數(shù)值上，表現(xiàn)出其高低及精度的不同?？梢钥闯?，若想要提高PCB的特性高精度控制，基板材料生產(chǎn)廠(chǎng)在生產(chǎn)半固化片的樹(shù)脂量的指標(biāo)控制方面，必須要與印制電路板生產(chǎn)廠(chǎng)家達(dá)到很好的配合。 附錄D(資料性附錄)傳輸線(xiàn)的阻抗控制D.1 在射頻電路的特性阻抗設(shè)計(jì)中，微帶線(xiàn)結(jié)構(gòu)是最受歡迎的，因而得到廣泛的推廣與應(yīng)用。D.2最常使用的微帶線(xiàn)結(jié)構(gòu)有4種：表面微帶線(xiàn)（surface microst

59、rip）、嵌入式微帶線(xiàn)（embedded microstrip）、帶狀線(xiàn)（stripline）、雙帶線(xiàn)（dual stripline）。其中又以表面微帶線(xiàn)模型結(jié)構(gòu)用途最廣泛，如圖D.1所示。圖D.1 表面微帶線(xiàn)模型結(jié)構(gòu)D.2.1其特性阻抗的計(jì)算公式如下：D.2.2 從公式可以看出，PCB的特性阻抗主要由：介質(zhì)的介電常數(shù)、介質(zhì)層厚度、傳輸導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)寬、傳輸導(dǎo)線(xiàn)的厚度決定。通過(guò)對(duì)這4個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，就可以完成阻抗控制。在實(shí)際的PCB設(shè)計(jì)中，特性阻抗還與PCB設(shè)計(jì)中布局和走線(xiàn)方式密切相關(guān)。例如焊盤(pán)的厚度、地線(xiàn)的路徑、周邊的走線(xiàn)等。D.3 介電常數(shù)的考慮D.3.1介電常數(shù)：要獲得高的信號(hào)傳輸速度必須降低

60、材料的介電常數(shù)，故須選用低的介電常數(shù)材料。D.3.2 不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的同種材料由于其樹(shù)脂含量不同而介電常數(shù)不同。圖D.2介電常數(shù)和頻率的關(guān)系（以環(huán)氧玻璃布為例）。圖D.2 常數(shù)和頻率的關(guān)系D.3.3 由圖D.2可知介電常數(shù)是隨著頻率的增加而減小的。所以在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)工作頻率確定材料的介電常數(shù)，一般選用平均值即可滿(mǎn)足要求。信號(hào)在介質(zhì)材料中傳輸速度將隨著介電常數(shù)增加而減小。因此要獲得高的信號(hào)傳輸速度必須降低材料的介電常數(shù)；同時(shí)要獲得高的傳速度就必須采用高的特性阻值，而高的特性阻值就必須選用低的介電常數(shù)材料。D.4 介質(zhì)層厚度的考慮D.4.1 介質(zhì)層厚度：從公式可知，介質(zhì)層厚度越厚其特性阻抗值越大