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 时 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/m) | 10GHz 时 Df≤0.003,28GHz 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 | Z 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
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
| Dk(10GHz)
| Df(10GHz)
| CTE(Z 轴,ppm/℃)
| Tg(℃)
| 核心优缺点
| 适用场景
|
RO4000 系列
|
| 3.48±0.05
| 0.0037
| 67(Tg 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
|
| 3.38±0.05
| 0.0031
| 65(Tg 以上)
| 280
| 优点:Df 更低(损耗比 RO4350B 低 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
| 30(Tg 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
| 40(Tg 以上)
| 无
| 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)
|
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
| Dk(10GHz)
| Df(10GHz)
| CTE(Z 轴,ppm/℃)
| Tg(℃)
| 核心优缺点
| 适用场景
|
RF 系列
| TLY-5
| 2.20±0.05
| 0.0009
| 28(Tg 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
| 35(Tg 以上)
| 无
| 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
| 45(Tg 以上)
| 无
| 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 低 15%)
|
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
| Dk(10GHz)
| Df(10GHz)
| CTE(Z 轴,ppm/℃)
| Tg(℃)
| 核心优缺点
| 适用场景
|
I-Tera MT
| I-Tera MT
| 3.00±0.08
| 0.0025
| 60(Tg 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
| 70(Tg 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)
|
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
| Dk(10GHz)
| Df(10GHz)
| CTE(Z 轴,ppm/℃)
| Tg(℃)
| 核心优缺点
| 适用场景
|
Megtron 6
| Megtron 6
| 3.60±0.08
| 0.0035
| 65(Tg 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
| 60(Tg 以上)
| 220
| 优点:Df 比 Megtron 6 低 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)
|
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
| Dk(10GHz)
| Df(10GHz)
| CTE(Z 轴,ppm/℃)
| Tg(℃)
| 核心优缺点
| 适用场景
|
华正新材
| S1130
| 3.00±0.10
| 0.0030
| 65(Tg 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
| 70(Tg 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
| 68(Tg 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
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≤0.005,Dk 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≤0.002,CTE≤40ppm/℃
| Rogers RO3003 → Taconic TLY-5 → Taconic CER-10(高 Dk 场景)
| 卫星通信、60GHz 毫米波雷达
|
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/m・K
| 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
|
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 用 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
| Dk(10GHz)
| Df(10GHz)
| Tg(℃)
| CTE(Z 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
| 无
| 30
| 60GHz
|
Taconic RF
| TLY-5
| 2.20±0.05
| 0.0009
| 无
| 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 与 Taconic 的 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。
(如需了解更多详情,可联系爱彼电路)