PCB高速高频板主要树脂原料有哪些?

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2024年5月1日 10:04
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       随着5G 通讯等领域的高速发展,电子产品高频化,高数字化,小型化,高可靠性化,电子市场对高频高速板的需求日趋增长。由于应用场景不同,高频板高速板既有共同点也有区别。

       高频板材料注重材料介电常数(Dk),对材料的介电损耗(Df)要求并不严格。主要产品应用在功率放大器,各种天线,包括卫星天线,5G 电信基站,汽车自动驾驶天线,雷达产品,甚至北斗卫星。由于聚四氟乙烯材料具有更好的性能特性, 在这些场景下PTFE是首选材料。

       高速板产品注重材料的介电损耗(Df),对材料介电常数(Dk)的要求并不十分严格。市场上常用的高速材料的等级也是根据介电损耗(Df)的大小来划分的。主要用于电脑、计算机、存储器,服务器,交换机,高端路由器,数据中心和通讯电子等产品。从本质上来看,高频是高速的基础,传输的PCB 介质层,不仅起到导体之间的绝缘层的作用,更重要的是它起着“特性阻抗”的作用,还影响信号传输速度、信号衰减和发热。

常用的高速高频树脂包括:

      (1)改性环氧(MEP)类,普通的环氧树脂基CCL(FR-4 或FR-5 等)一般无法满足高频/高速的性能要求。使用一些低介电的高性能树脂对环氧进行改性,使Dk满足高频CCL的使用要求,但Df 一般很难无法满足高速CCL 的使用要求。

      (2)聚四氟乙烯(PTFE)类,是市场上比较成熟的高频基板材料,而且是目前超高频率(≥30GHz)的毫米波段电路基材的最佳选择之一。其介电性能优异。市场上大多采用陶瓷粉末与玻纤布来进行增强改性,行业典型代表为美国的Rogers RO3000® 系列、ARLONAD350A/25N系列、TaconicTLY5A/RF-30/RF-35A 系列。

      (3)碳氢树脂(PCH)类,由不饱和的碳氢化合物聚合而成(如苯乙烯、丁二烯共聚物,液态1,2-聚丁二烯,SBS 等)。其分子因只有C和H两种元素而得名。PCH是热塑性的聚合物,PCH制作高频覆铜板时需要添加低介电的陶瓷粉末与玻纤布来进行增强改性,并通过交联的方式实现向热固型的转变,目前市场上PCH类基板的典型代表为美国Rogers RO4000®系列。

      (4)液晶聚合物(LCP)类,液晶聚合物即液晶高分子(LCP, Liquid Crystal Polymer),在特定条件下能以液晶相存在的高分子聚合物。目前LCP的原材料树脂供应主要由日美企业所主导,包括美国的Dupont(杜邦),日本的PolyPlastics(宝理塑料)。另一软板基材是聚酰亚胺(PI),由于PI基材的介电常数和损耗大,吸湿性高,加工性差,已很少应用于高频场景。

      (5)聚苯醚(PPO)类,聚苯醚(简称PPO或PPE),PPO 综合性能优异,特别在介电性能、热学性能和力学性能方面。高频和高速CCL用的PPO原料树脂的主要供应商有沙特的SABIC(沙比克)、日本Asahi KASEI(旭化成),典型的高速板代表为松下Megtron 6G, Megtron 7N 。

     (6)三嗪树脂(BT)类,BT树脂制出的基板材料,在耐蒸煮性(PCT)、耐金属离子迁移(CAF)性、耐热性、介电特性等方面具有优势。BT树脂基板材料主要应用在IC封装场景。