5G线路板高频高速材料介绍(2)
5G大规模商用时,毫米波技术保证了更好的性能:带宽极宽,28GHz频段可用频谱带宽可达1GHz,60GHz频段每个信道可用信号带宽可达2GHz;相应天线分辨率高
抗干扰性能好,小型化可实现;大气中传播衰减较快,可实现近距离保密通信。为解决高频高速的需求,以及应对毫米波穿透力差、衰减速度快的问题,5G通信设备对PCB的 性能要求有以下三点:
1.低传输损失;
2. 低传输延迟;
3. 高特性阻抗的精度控制。PCB高频化有两条途径,一个是PCB的加工制程要求更高,另一个是使用高频的CCL——满足高频应用环境的基板材料称为高频覆铜板。
主要有介电常数(Dk)和介电损耗因子(Df)两个指标来衡量高频覆铜板材料的性能。Dk和Df越小越稳定,高频高速基材的性能越好。此外,射频板方面,PCB板面积更大,层数更多,需要基材有更高耐热(Tg,高温模量保持率)以及更严格的厚度公差。
常见线路板主要的 高频高速材料有几种:碳氢树脂、PTFE、LCP液晶高聚物、PPE/PPO等。
(一)碳氢树脂
碳氢树脂是指聚烯烃均聚物或共聚物,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。
①介电性能优异:Dk≒2.4/Df≒0.0002
②较高的耐热性
③较好的耐化学性
粘结性较差
(二)PTFE柔性膜
PTFE 树脂熔融温度和熔体粘度都比较高。常见商品形态是树脂分散液、树脂悬浮液和树脂粉末。常见加工方式有模压/车削法、浸渍/模压法、挤出/模压法等。因PTFE的线膨胀系数大、导热系数低等缺点,需要进行增强改性。改性后的膜产品形态通常有 :
PTFE +陶瓷
PTFE +玻纤布
PTFE + 陶瓷+玻纤布
(三)LCP液晶高聚物
液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polymer),简称LCP。是80年代初期发展起来的一种新型高性能特种工程塑料。
按照形成条件不同,液晶可以分为受热熔融的热致液晶Thermotropic LCP和溶剂溶解的溶致液晶Lyotropic LCP
在受热熔融或者被溶剂溶解后,这种材料会失去固体宏观的尺寸外形、硬度、刚性等性质,外观上则获得了液体物质的流动性,同时又保持着晶态物质的取向有序性,从而在物理形态上形成各项异性,又兼具液态流动性和晶态分子有序排列特征的过渡态,这种中间形态成为液晶态。
从分子设计角度来看,商用LCP主要有三种:
一是多苯环刚性分子单体之间通过共聚而成;
二是在分子结构中导入萘环;
三是在分子链中使用脂肪族链段。
根据不同的分子结构,不同类型的LCP的熔点也不尽相同,通常来说其耐热性I型>II型>III型。