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PCB工艺

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高频 PCB 板材:从参数到场景的选型全攻略
2025-07-14
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高频 PCB板材对比与选型指南:从参数到场景的全维度分析

高频 PCB 板材是决定 5G 通信、雷达、卫星设备性能的 隐形基石。不同板材的介电常数(Dk)、损耗因子(Df)、热稳定性等参数,直接影响信号传输效率、设备可靠性和成本控制。本文汇总全球主流高频板材(含进口与国产)的核心参数对比,拆解其优缺点与适用场景,附按频率、功率、成本的精准选型指南,帮设计工程师、采购及成本团队快速锁定最优方案。

一、高频 PCB 板材关键参数:选型前必须吃透的 5 个指标

高频场景(通常指频率≥1GHz)对板材的要求远高于普通 FR-4,以下 5 个参数是选型核心:

 

参数

定义

对性能的影响

高频场景要求

介电常数(Dk

材料储存电能的能力

Dk 值越高,信号传播速度越慢;Dk 稳定性差(随频率 / 温度波动大)会导致信号失真

10GHz Dk 偏差≤3%,且随频率变化率≤0.02/GHz 

损耗因子(Df







材料消耗电能的比例(能量损耗)Df 值越高,信号衰减越大(尤其>28GHz 频段,Df 每增加 0.001,损耗增加约 0.5dB/m10GHz 时 Df≤0.00328GHz 时 Df≤0.004

热膨胀系数(CTE





温度变化导致的尺寸膨胀率CTE 与铜箔不匹配(差异>5ppm/℃)会导致层间开裂、焊点脱落轴 CTE≤50ppm/℃Tg 以上)

玻璃化温度(Tg





材料从刚性变柔韧的临界温度Tg 过低(<150℃)会导致高温下板材变形,影响阻抗稳定性工业级≥170℃,汽车级≥200℃ 

二、全球主流高频板材对比:参数、优缺点与适用场景

1. Rogers(罗杰斯):高频领域的 标杆级选择

作为高频板材的领军品牌,Rogers 系列覆盖从中高频到毫米波的全场景,以稳定性著称。

 

系列

 

代表型号

 

Dk10GHz

 

Df10GHz

 

CTEZ 轴,ppm/℃

 

Tg

 

核心优缺点

 

适用场景

 

RO4000 系列

 

RO4350B

 

3.48±0.05

 

0.0037

 

67Tg 以上)

 

280

 

优点:Dk 稳定性高(±0.05)、加工性好(兼容普通 FR-4 工艺);缺点:高频损耗略高

 

6-28GHz 中高频设备(5G 基站、微波模块)

 

RO4000 系列

 

RO4835

 

3.38±0.05

 

0.0031

 

65Tg 以上)

 

280

 

优点:Df 更低(损耗比 RO4350B 15%);缺点:价格略高

 

10-28GHz 对损耗敏感的场景(射频前端)

 

RO3000 系列

 

RO3003

 

3.00±0.05

 

0.0013

 

30Tg 以上)

 

无(PTFE 基材)

 

优点:超低损耗(28GHz 损耗仅 0.15dB/in)、CTE 极低;缺点:加工难(需特殊处理)

 

28GHz 以上毫米波(雷达、卫星通信)

 

RO3000 系列

 

RO3210

 

10.2±0.2

 

0.0022

 

40Tg 以上)

 

 

优点:高 Dk 适合小型化设计;缺点:价格昂贵,仅适用于特定场景

 

毫米波天线(需高 Dk 缩小尺寸)

 

2. Taconic(泰康尼克):高性价比的 进口替代选项

Taconic 板材以均衡的性能与成本优势,成为中端高频场景的热门选择。

 

系列

 

代表型号

 

Dk10GHz

 

Df10GHz

 

CTEZ 轴,ppm/℃

 

Tg

 

核心优缺点

 

适用场景

 

RF 系列

 

TLY-5

 

2.20±0.05

 

0.0009

 

28Tg 以上)

 

无(PTFE

 

优点:Df 极低(损耗接近 Rogers RO3003);缺点:Dk 稳定性略差

 

24-60GHz 对成本敏感的毫米波设备(民用雷达)

 

RF 系列

 

TLX-8

 

2.55±0.05

 

0.0015

 

35Tg 以上)

 

 

优点:加工性优于 PTFE 基材,适合批量生产;缺点:高温下 Dk 波动>5%

 

6-18GHz 中功率场景(基站功放)

 

CER 系列

 

CER-10

 

10.2±0.2

 

0.0028

 

45Tg 以上)

 

 

优点:高 Dk + 低损耗,替代 Rogers RO3210;缺点:CTE 略高

 

毫米波小型化天线(成本比 RO3210 15%

 

3. Isola(伊索拉):工业级高频的 稳定之选

Isola 板材以高 Tg 和可靠性见长,适合工业与汽车电子的高温场景。

 

系列

 

代表型号

 

Dk10GHz

 

Df10GHz

 

CTEZ 轴,ppm/℃

 

Tg

 

核心优缺点

 

适用场景

 

I-Tera MT

 

I-Tera MT

 

3.00±0.08

 

0.0025

 

60Tg 以上)

 

230

 

优点:Tg 高达 230℃(耐温性强)、Dk 稳定性好;缺点:损耗略高于 PTFE 基材

 

10-18GHz 汽车电子(车载雷达、ADAS 系统)

 

FR408HR

 

FR408HR

 

3.80±0.10

 

0.0080

 

70Tg 以上)

 

180

 

优点:兼容常规工艺;缺点:Df 较高(仅适合中低频)

 

6GHz 以下低成本场景(工业传感器、低端射频)

 

4. Panasonic(松下):高速数字与高频混合场景首选

Megtron 系列兼顾高频与高速数字信号,适合多协议混合的 PCB 设计。

 

系列

 

代表型号

 

Dk10GHz

 

Df10GHz

 

CTEZ 轴,ppm/℃

 

Tg

 

核心优缺点

 

适用场景

 

Megtron 6

 

Megtron 6

 

3.60±0.08

 

0.0035

 

65Tg 以上)

 

200

 

优点:同时支持 10GHz 射频与 28Gbps 高速数字信号;缺点:成本高于 Isola

 

5G 基站 BBU(射频 + 数字混合板)

 

Megtron 7

 

Megtron 7

 

3.40±0.06

 

0.0028

 

60Tg 以上)

 

220

 

优点:Df Megtron 6 20%,支持 56Gbps 信号;缺点:加工精度要求高

 

高端服务器(高频 + 高速数字混合链路)

 

5. 国产高频板材:性价比与进口替代的新选择

近年国产高频板材在中低频场景已实现突破,性价比优势显著。

 

品牌

 

代表型号

 

Dk10GHz

 

Df10GHz

 

CTEZ 轴,ppm/℃

 

Tg

 

核心优缺点

 

适用场景

 

华正新材

 

S1130

 

3.00±0.10

 

0.0030

 

65Tg 以上)

 

200

 

优点:性能接近 Rogers RO4350B;缺点:Dk 稳定性略差(±0.1

 

6-18GHz 国产替代场景(5G 小微基站、物联网)

 

生益科技

 

S7136

 

3.60±0.10

 

0.0035

 

70Tg 以上)

 

200

 

优点:兼容常规 FR-4 工艺,批量生产良率高;缺点:高频(>28GHz)损耗增加明显

 

10GHz 以下工业设备(车载导航、安防雷达)

 

南亚新材

 

NPG-135

 

3.50±0.10

 

0.0040

 

68Tg 以上)

 

180

 

优点:性价比高;缺点:CTE 略高(仅适合低功率场景)

 

6GHz 以下成本敏感型项目(消费电子射频模块)

 

三、高频 PCB 板材选型指南:按场景精准匹配

1. 按频率范围选型(核心看 Df Dk 稳定性)

 

频率范围

 

核心要求

 

推荐板材(从优到次)

 

典型应用

 

6GHz

 

Df≤0.01,成本优先

 

Isola FR408HR → 南亚新材 NPG-135 → 生益科技 S7136

 

工业传感器、智能家居射频模块

 

6-28GHz

 

Df≤0.005Dk 稳定性 ±5% 以内

 

Rogers RO4835 → Taconic TLX-8 → 华正新材 S1130 → Panasonic Megtron 6

 

5G 基站、车载雷达(24GHz

 

28GHz(毫米波)

 

Df≤0.002CTE≤40ppm/℃

 

Rogers RO3003 → Taconic TLY-5 → Taconic CER-10(高 Dk 场景)

 

卫星通信、60GHz 毫米波雷达

 

2. 按功率等级选型(重点看耐热与散热)

 

功率范围

 

核心要求

 

推荐板材

 

典型应用

 

低功率(<1W

 

侧重损耗与成本,Tg≥150℃即可

 

Taconic TLX-8 → 生益科技 S7136 → Isola FR408HR

 

物联网模块、小型传感器

 

中功率(1-10W

 

Tg≥180℃CTE≤70ppm/℃

 

Rogers RO4350B → Panasonic Megtron 6 → 华正新材 S1130

 

5G 基站功放、中等功率射频前端

 

高功率(>10W

 

Tg≥200℃,导热系数≥0.8W/mK

 

Rogers RO3000 系列(加金属散热层)→ Isola I-Tera MT

 

雷达发射机、大功率微波模块

 

3. 按成本敏感程度选型(平衡性能与预算)

 

成本敏感度

 

核心策略

 

推荐方案

 

高敏感(预算优先)

 

6GHz 以下用 FR408HR / 国产板材,避免 PTFE

 

进口替代:华正新材 S1130 替代 Rogers RO4350B

 

中敏感(均衡为主)

 

10-18GHz Taconic 或国产高端系列

 

Taconic TLX-8

 

低敏感(性能优先)

 

毫米波场景直接选 Rogers/ Taconic 顶级系列

 

Rogers RO3003(确保 28GHz 以上损耗<0.2dB/in

 

附:高频 PCB 主流板材核心参数对比表

 

板材品牌 / 系列

 

型号

 

Dk10GHz

 

Df10GHz

 

Tg

 

CTEZ 轴,ppm/℃

 

最高适用频率

 

Rogers RO4000

 

RO4350B

 

3.48±0.05

 

0.0037

 

280

 

67

 

28GHz

 

Rogers RO3000

 

RO3003

 

3.00±0.05

 

0.0013

 

 

30

 

60GHz

 

Taconic RF

 

TLY-5

 

2.20±0.05

 

0.0009

 

 

28

 

60GHz

 

Isola

 

I-Tera MT

 

3.00±0.08

 

0.0025

 

230

 

60

 

18GHz

 

Panasonic

 

Megtron 6

 

3.60±0.08

 

0.0035

 

200

 

65

 

18GHz

 

华正新材

 

S1130

 

3.00±0.10

 

0.0030

 

200

 

65

 

18GHz

 

高频 PCB 板材的选型,本质是 性能需求 - 使用场景 - 成本预算的三角平衡。6GHz 以下的低成本场景,国产板材已能满足需求;6-28GHz 的中高频场景,Taconic 与国产高端系列是性价比之选;28GHz 以上的毫米波领域,Rogers Taconic PTFE 系列仍是首选。建议结合具体项目的频率、功率、批量大小,参考本文参数对比表快速锁定范围,再通过小批量测试验证实际性能 —— 毕竟,适合项目的才是最优解。

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