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PCB資訊

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高頻高速板的應用與特性
2022-08-15
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覆銅板行業處於整個PCB產業鏈的中間位置,為PCB產業提供原材料。覆銅板是將電子玻璃纖維布或其他增強材料用樹脂粘合劑浸漬、乾燥、切割、堆垛成坯,單面或兩面覆以銅箔並熱壓而成的板狀材料。 ,主要用於製作印刷電路板PCB),對PCB起到互連、絕緣和支撐作用。產業鏈上游為電解銅箔、木漿紙、玻纖布、樹脂等原材料,下游為PCB線路板,終端行業為航空航太、汽車、家電、通訊、電腦等.
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5G初步商用,芯材、高頻覆銅板等產品,上游原材料與傳統覆銅板基本相似。被下游PCB廠商生產為適用於高頻環境的高頻電路板後,應用於基站天線模組和功率放大器。模組等設備部件最終廣泛應用於通信基站(天線、功率放大器、低雜訊放大器、濾波器等)、汽車輔助系統、航太技術、衛星通信、衛星電視、軍用雷達等高頻領域通信領域。
5G
高頻技術對電路提出了更高的要求。工作頻率在1GHz以上的射頻電路一般稱為高頻電路。在移動通信從2G3G4G的過程中,通信頻段從800MHz發展到2.5GHz 5G時代,通信頻段將進一步提升。 PCB板將在5G射頻方面配備天線元件、濾波器和其他元件。根據工信部要求,預計5G早期部署將使用3.5GHz頻段,4G頻段主要在2GHz左右。一般將30-300GHz頻段內波長為1-10毫米的電磁波稱為毫米波。
5G大規模商用時,毫米波技術保證了更好的性能:極寬的頻寬,28GHz頻段的可用頻譜頻寬可達1GHz60GHz頻段每個通道的可用信號頻寬可達2GHz ;對應的天線解析度高,抗干擾性能好,可實現小型化;大氣中的傳播衰減更快,可實現近距離安全通信。
為了滿足高頻高速的需求,以及應對毫米波穿透力差、衰減快的問題,5G通信設備對PCB性能有以下三個要求:
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、傳輸損耗低; 2.傳輸延遲低; 3、高特性阻抗精密控制。有兩種方法可以提高PCB的頻率。一是PCB的加工工藝要求更高,二是採用高頻覆銅板——滿足高頻應用環境的基板材料稱為高頻覆銅板。
衡量高頻覆銅板材料性能的主要有介電常數(Dk)和介電損耗因數(Df)兩個指標。 DkDf越小,越穩定,高頻高速基板的性能越好。另外,在射頻板方面,PCB面積更大,層數更多,需要更高的耐熱性(Tg,高溫模量保持率)和更嚴格的基板厚度公差。
常見的電路板高頻高速材料主要有幾種:碳氫樹脂、聚四氟乙烯、LCP液晶高聚物、PPE/PPO等。
(1)
碳氫樹脂
烴類樹脂是指聚烯烴均聚物或共聚物,包括丁二烯苯乙烯共聚物、丁二烯均聚物、苯乙烯均聚物、苯乙烯/二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-丁二烯-二乙烯基苯共聚物等。
優異的介電性能:Dk≒2.4/Df≒0.0002 ②較高的耐熱性耐化學性好,附著力差
(二)聚四氟乙烯柔性膜
聚四氟乙烯樹脂的熔融溫度和熔體粘度都比較高。常見的商業形式是樹脂分散體、樹脂懸浮體和樹脂粉末。常見的加工方法有模壓/車削、浸漬/模壓、擠出/模壓等,由於聚四氟乙烯線膨脹係數大、導熱係數低等缺點,需要對其進行增強改性。改性膜產品通常y有:聚四氟乙烯+陶瓷、聚四氟乙烯+玻璃纖維布、聚四氟乙烯+陶瓷+玻璃纖維布
(3) LCP
液晶高聚物
液晶高聚物,簡稱LCP。它是1980年代初開發的一種新型高性能特種工程塑料。
根據形成條件的不同,液晶可分為受熱熔融的熱致液晶和溶劑溶解的溶致液晶。
這種物質在被溶劑加熱熔化或溶解後,將失去固體宏觀尺寸、形狀、硬度、剛性等性質,在外觀上獲得液態物質的流動性,同時保持結晶物質的取向和有序性。 .從而在物理形態上形成各向異性,形成兼具液態流動性和結晶分子有序排列的過渡態。這種中間形式變成液晶狀態。
從分子設計的角度來看,商用LCP主要有以下三種類型:
一是聚苯環剛性分子單體的共聚;
二是在分子結構中引入萘環;
三是在分子鏈中使用脂肪族鏈段。
根據不同的分子結構,不同類型的LCP具有不同的熔點。一般來說,它們的耐熱性是型>型>型。
(4) PPE/PPO
聚苯醚是1960年代開發的高強度工程塑料。其化學名稱為聚2,6-二甲基-1,4-苯醚,簡稱PPOPolyphenylene Oxide)或PPEPolyphenene ether),又稱聚苯醚或聚苯醚。
兩個甲基阻斷了酚基兩個鄰位的活性位點,使其剛性,穩定性,耐熱性和耐化學性
醚鍵增加了柔韌性,但使耐熱性變差。
兩個甲基是疏水的非極性基團,降低了PPO大分子的吸水性和極性,阻斷了酚基的兩個活性點,使PPO分子結構中沒有可水解的基團,具有良好的耐水性和吸濕性。良好的性能、尺寸穩定性和電絕緣性。大量剛性苯酚基芳環,分子鏈的剛性和分子鏈之間的作用力使分子鏈難以內旋,導致其熔點、熔體粘度、流動性、加工困難。