高频电子产品中具有控制特性阻抗性PCB设计技术

作者：信息来源:无忧机械电子 2007-1-14

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而现在，又提出了许多的新功能的要求，例如：整机产品的高速、大容量化要求PCB的信号传输的稳定化。要求PCB有防止EMI/EMC的相应对策。由于组件的MCM(Multi Chip Module)化、SiP(System in a Package)化的高密度安装以及电子部品的发热源的高度集中的问题等，都要求PCB具有更商的耐热性、散热性。基板的元器件内藏等产品形式...

当前世界性的环境保护的需求，使得电子产品要具有省能源部小型化特的要求更加强烈。

也促使了数据、信息处理的电子产品，向高速、大容量化的深层次的推进。另一方面，个

需求的IT产品，也同样向着功能复合化、高性能化（高速化）、低消费电力化的方向进展。在电子产品的信号传送方式上，由并行传输方式向着连续方式发展。并且还开始出现了在电气传输中加入了光路传输的方式。电子元器件的高集成化、高频化的发展，使得具有高频性的印制电路板需求量在不断的增高。过去，印制电路板只起到了安装在它上面的电子部品之间的电气互连的功能。而现在，又提出了许多的新功能的要求，例如：整机产品的高速、大容量化要求PCB的信号传输的稳定化；要求PCB有防止EMI/EMC的相应对策；由于组件的MCM(Multi Chip Module)化、SiP(System in a Package)化的高密度安装以及电子部品的发热源的高度集中的问题等，都要求PCB具有更商的耐热性、散热性；基板的元器件内藏等产品形式的出现，出赋予PCB新的功能。从提高操作性、加工性及降低制造成本的观点上出发，IC封装所使用的基板，由陶瓷等无机类PCB材料，向着使用环氧树脂、聚酰亚胺树脂等有机类PCB基板材料方向的转化。 1.高频电子产品中具有控制特性阻抗性的PCB设计技术所涉及的方面。具有高精度控制特性阻抗性的PCB制造，

整体把握的设计技术所保证。而这一系统的整体设计技术，主要包括了基板材料的介电特性、部品特性、设计方法、PCB制造特性、组装方法等的技术。正如图1所描述那样，高精度控制特性阻性的PCB有着三大方面（高精度层压技术、高精度电镀技术、高精度图形形成技术）的要素技术。一般的高频性印制电路板基板材料的特性，包括着它的信号传播损失小（具有低介电常数性、低介质损耗因数性）、信号传输速度高、在介电特性方面受到频率、温度、湿度变化下而表现出的高稳定性等内容。选择高频性印制电路板基板材料，首先必须要考虑到它在高频电路PCB上的信号传播损失的特性。1GHZ以上领域内还会存在着由于“表皮效果”（又称为“肌肤效应”）问题，它造成的导体损失（见图2中式1）。还应该认识到，在基板材料上、在PCB制造上、在组装上由于存在着微小偏差（特别是在层间厚度、介电常数、导体厚度、导体宽度四个方面的偏差），就会造成基板材料的特性阻抗的不整合，出现反射、衰减量的增大。 2.有关基板材料的选择制造高频性印制电路板，对基板材料的选择是十分重要的。在选择基板材料时，应该注意以下的四点原则。（1）对影响介电特性关键项目的考虑对绝缘基板材料介电体特性的考虑，首要的是要选择介质损失因数值小的基板材料。基板材料的树脂分子构造中具有极性结构部分，由于在高频条件下对频率条件下对频率信号会产生振动、热、杂波的变化，至使信号电压出现衰减。另外，要选择介民常数小的基板材料。介电常数与介电体损失（见图2中式2）、信号的传输速度（见图2中式3）、信号的波

的缩短率（见图2式4）相关。基板材料的介电常数值高，波长的缩短率则大。例如，一般的环氧树脂-玻璃纤维布基覆铜板（通称FR-4）的介电常数（公称值）为“4.7”，为了简便计算让为“4.0”。 1GHZ的模拟信号的波长在空气中（空气的介电常数为1）为30mm，当传输路线为300mm长时，振幅次数为10个。采用FR-4基板材料的配线图形，由于它介电常数比空气的介

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