對于高頻電路板的選擇，必須在滿足設計要求與批量生產和成本之間取得平衡。設計要求包括電氣和機械零件。一般情況下，在設計高頻高速PCB板 (頻率高于GHz)時，這一材料問題將更為重要。 例如，在常用的FR-4材料中，幾GHz的介質損耗會對信號衰減產生很大的影響，這可能是不適用的。選擇高頻電路板應注意介電常數和介電損耗在設計頻率上是否合適。

我們知道技能方法會隨著時間變得日益精湛，PCB射頻微波電路板材料也是如此。通過不斷的對原材料精心調配，從而實現層壓板最佳的電氣和機械性能。多年以來，很多不同的配方組合被開發用于制作高頻線路板材料。通過這些努力，各種電路板材料應運而生，以適應應用范圍更廣的高頻應用和更高的性能要求。

PTFE vs FR-4，高質or低價的選擇

對于線路層壓板的用戶來說，最熟悉的高頻線路板材料莫過于聚四氟乙烯，也就是我們耳熟能詳的PTFE。這是一種由碳和氟人工合成的熱塑性含氟聚合物。它具有高分子量和低摩擦系數，通常用這種材料來形成“不粘”表面，這也是其廣泛應用的主要原因。PTFE的介電常數（Dk）為2.1，在微波頻率具有優異的介電性能。

PTFE作為微波線路層壓板的“構造單元”材料已經有很長時間了。蘇州PCB電路板SMT貼片廠家13328056922昆山精鼎電子PCBA

為了滿足高頻電路設計工程師的不同需求，它與其它原材料混合可以實現改變其電氣和機械性能的目的。例如，在PTFE的電路材料加入增強的玻璃布可改善其機械穩定性。加入的玻璃布材料將提高線路板材料的介電常數值，而且還能減少材料的膨脹性能（材料膨脹系數是溫度的函數），從而更好地匹配電路材料與其表面銅導體的熱膨脹系數（CTE）。PTEE的層壓板同樣還可以使用陶瓷填料來獲取更高介電常數值和微調材料其它屬性，比如CTE值。

過去一段時間內，選擇高頻，薄膜電路的層壓板材料幾乎是電子設計工程師“非此即彼”的決定：用更低制造成本的FR-4電路材料或用更高性能（意味更高成本）的PTFE板材（在高頻情況下用氧化鋁陶瓷基板厚膜電路）。FR-4實際通常指的是基于玻璃布纖維增強的阻燃環氧樹脂的一系列電路材料。這種材料受大眾歡迎歸功于它的低成本，和易于電路加工的特性，但它在較高頻率（通常約高于500MHz）下其電性能會嚴重惡化。因此很多電路設計工程師總結了一個自己的“截止頻點”，低于這個頻率就使用FR-4，反之高于這個截止頻率就要使用PTFE的線路層壓板。

雖然PTFE已經被大家廣泛接受，并在高頻電路應用中久負盛名，但是PTFE材料僅僅是當前可用的眾多高頻線路層壓板“成員”之一，還有其它熱塑性材料，例如聚苯醚（PPE），聚苯醚（PPO）環氧樹脂；以及具有陶瓷填料的碳氫化合物熱固性材料。一些高頻和高速應用已經鼓勵開發其它更具特色的線路層壓板材料，例如用于柔性電路的液晶聚合物（LCP）材料和用于極高工作溫度（大約+200°C）的聚醚醚酮（PEEK）熱塑性材料。事實上，對于應用于微波頻率的電路，線路板材料的可選種類似乎隨著技術的提高而不斷增加，但新的材料改進主要針對印刷電路板（PCB）的一些關鍵特性，包括介電常數（Dk），損耗因子（Df），熱膨脹系數（CTE），介電常數熱穩定系數（TCDk），熱導率，吸水性和長期老化特性等。

組成成分比較

這些不同的高頻材料的組成成分有什么區別呢？首先，值得注意的是，并不是所有的PTFE材料組成成分都是相同的。早期PTFE的層壓板材料都是通過玻璃布增強來降低PTFE固有的熱膨脹系數（CTE）。PTFE的線路層壓板的性能進一步改進是在材料混合物中添加微纖維玻璃，如羅杰斯公司的RT/duroid 5880PTFE 玻璃纖維電路板。再者，通過添加特殊陶瓷材料作為填充料，又進一步改進了PTFE的層壓板性能。它不但改變了原有的介電常數（Dk），而且還改變了材料的某些其它性質，以便其在制造PCB時更容易加工。

正如羅杰斯公司的RT/duroid 6002PTFE 陶瓷線路板材料，它是PTFE材料，但是它不含玻璃布纖維。通過添加特殊的陶瓷填料，這種PTFE材料的介電常數增加到了2.94，并具有高度一致性（在±0.04以內），同時還具有低Df（0.0012）和其Z軸方向CTE值非常接近銅的膨脹系數的特性，因此過孔可靠性更好。事實上，將陶瓷填料添加到PTFE的材料的過程中，可以進行“微調”材料最終介電常數值，這就使得這種PTFE的線路層壓板可以配制出許多不同的介電常數值。

通過實驗，發現陶瓷填料也可用于微調除PTFE之外的電路材料的介電常數值，昆山精鼎電子是一家專注上海蘇州昆山PCB電路板制作、蘇州SMT貼片焊接、昆山PCBA線路板組裝調試以及元器件采購經驗超過10年的民族企業，PCBA工廠擁有強大的PCB工程團隊和專業的電子元器件采購團隊，歡迎各電子行業朋友來電詳詢：13328056922，PCB網站 m.365068.cn

例如羅杰斯公司的TMM系列的熱固性碳氫化合物層壓板材料。通過添加不同數量和類型的陶瓷填充料，TMM層壓板可以獲得從3至13的介電常數值。盡管這種樹脂材料比PTFE的電路層壓板更容易加工，但由于沒有玻璃布增強，也會給電路加工帶來一些其它方面的問題。為了克服這些挑戰，羅杰斯公司推出了RO4350B板材，這種材料也是基于陶瓷填料的碳氫化合物樹脂，但它同時使用玻璃布增強。所以RO4350B碳氫化合物陶瓷材料具有很好的CTE和溫度穩定性，同時還保持與碳氫（非PTFE）電路層壓板相同的PCB易加工特性。

很多最新材料配方包括熱固性碳氫化合物PPE和PPO的線路層壓板，通常用玻璃布增強以改善其機械穩定性。正如前面提到的，這種材料具有獨特的優點，例如更容易加工和改善的長期老化特性。 但是與基于PTFE的材料和陶瓷填充碳氫化合物層壓板材料相比較，這些新材料的介電常數（Dk）值較低，并且介電損耗（Df）會隨著頻率的升高而急劇增加。

通過對不同配方的線路層壓板材料進行抽樣，大概可以總結出一些材料選擇的差異。例如，材料是否添加玻璃布，是否有添加特殊陶瓷填料。在PTFE材料中添加特殊陶瓷填料有助于改善CTE和TCDk兩個參數的性能；陶瓷填料的添加還能使PTFE的線路層壓板的Dk值達到較大范圍（大約從3到10之間）。沒有陶瓷填充料，PTFE能實現更好的損耗特性（低Df），但是與陶瓷填充的材料相比，具有較差的CTE和TCDk性能。一般情況下，具有較高Dk值的PTFE線路層壓板將表現出較高的Df值，并且隨著Dk增加而各向異性更大。

用玻璃布增強的陶瓷填充的碳氫化合物線路層壓板通常比PTFE材料具有更好的CTE，TCDk和熱導率，但比PTFE的材料有更高的Df（意味更大的損耗）。PPE和PPO的線路材料通常比PTFE的線路有更高的Df值，與碳氫化合物材料在10GHz或更小的頻率下的Df值大致相同。PPE和PPO線路板材料的具有一些特殊性能，如出色的長期老化特性，但它們比其它類型的高頻線路層壓板具有更高的吸水性。

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對于高頻電路設計工程師來說，現在線路層壓板的選擇比以往任何時候都更多，每一種都有其自身的優缺點。對于明確特定的應用需求后，通常可以加快和簡化選擇過程