电子信息产品高频化、高速化对PCB的高频特性提出了高的要求。罗杰斯公司（Rogers Corp.）生产的多种高频板板材非常适合微波和射频应用，从根本上控制产品品质。拥有特殊电气性能的材料在使用和加工时都要特别注意，通常需要刻制极其精细的线路以及加工极其精确的几何形状。越高频的材料，LPKF 激光直写加工系统ProtoLaser的加工优势就越显著。

 

高频电路板对于5G应用领域的重要性

高频电路板是指电磁频率较高的特种线路板，用于高频率(频率大于300MHZ或者波长小于1米)与微波(频率大于3GHZ或者波长小于0.1米)领域的PCB。随着科学技术的快速发展，越来越多的设备设计是在微波频段(>1GHZ)甚至毫米波领域(77GHZ)以上的应用(例如现在很火的车载77GHz毫米波天线)，这也意味着频率越高对线路板的基材的要求也越高。比如说基板材料需要具有优良的电性能，良好的化学稳定性，随信号频率的增加在基材上的损耗要求非常小，所以高频板材的重要性就凸现出来了。

为解决高频高速的需求以及应对毫米波穿透力差、衰减速度快的问题，5G通信设备对PCB的性能要求主要通过介电常数(Dk)和介电损耗因子(Df)两个指标来衡量。Dk越稳定、Df越小，高频高速基材的性能越好。常见线路板主要的高频高速材料有以下几种：碳氢树脂、PTFE、LCP液晶高聚物、PPE/PPO等。

 

 

罗杰斯公司是高频板材的主要优质供应商

 

图片选自罗杰斯公司官网

 

罗杰斯公司作为高频板材的主要优质供应商，系列分类如下：

Rogers RO3000®系列：RO3000® 高频电路材料是含有陶瓷填料的 PTFE 复合材料，用于商业微波和射频应用。

型号包括：RO3003G2™, RO3003™, RO3203™, RO3035™，RO3006™, RO3010™, RO3210™

 

Rogers RO4000®系列：RO4000® 陶瓷填充的碳氢化合物层压板和半固化片是在业内占有领先地位的产品系列。

型号包括：RO4003C™, RO4350B™, RO4360G2™, RO4830™、RO4835T™, RO4533™, RO4534™, RO4535™, RO4725JXR™, RO4730G3™

 

RT/duroid® 层压板：RT/duroid® 高频电路材料是含有 PTFE 填料（随机玻璃纤维或陶瓷）的复合材料层压板，适用于高可靠性、航空航天和国防应用。

型号包括：RT/duroid® 5880, RT/duroid® 5880LZ, RT/duroid® 5870, RT/duroid® 6002, RT/duroid® 6202等

 

TMM®层压板：TMM® 热固型微波层压板结合了低的介电常数热稳定系数，与铜相当的热膨胀系数，以及非常好的介电常数均匀性。

型号包括：TMM®3, TMM®4, TMM®6, TMM®10, TMM®10i, TMM®13i。

 

LPKF激光系统应对复杂的射频微波电路图形

在PCB打样中， Rogers属于特种线路板材，具备一定的技术制作门槛，由于高频信号本身的特点，对板材介质的介电常数、介质损耗正切等都有明确的要求；对导电层金属种类，导电线路几何尺寸精准度、导电线路侧壁和表面的光滑程度也提出了更高的要求。在产品设计阶段，即使是一个孔的位置或一条线路的走向发生微小变化，传统工艺中整个复杂的微波电路制作过程则需要重新来过。频繁改动的电路设计对微波电路板厂也形成了巨大压力，LPKF电路板快速制作系统就是在电子实验室条件下使用并且能与设计仿真平台相匹配的研发利器。

 

 

 

LPKF激光系统制作原理：系统随机软件直接读取设计数据，经过自动计算以后计算机直接驱动激光系统在微波电路基材上形成线路。激光设备能在表面敏感、具有塑性特质的微波板材上做出图形边缘光滑、几何尺寸精度高、一致性的电路图形。

 

1、精度

激光制作微波电路系统，采用激光方式直接在微波基材表面形成微带线路，中间无任何图形转移过程造成的变形，以18 µm铜厚的层压材料为例，激光可制作的最小线宽为50µm；最小间距可至20 µm（根据不同的加工材料而变化）

2、速度

激光制作的最高加工速度可达15cm²/min，即一块普通的微波电路制作仅需要2-4分钟。

3、一致性

采用激光进行加工，没有任何其他影响因素，所以保证了每批次电路制作的一致性。

4、便捷性

该系统软件自动生成激光加工轨迹，无需干预；加工过程中一束激光即可完成全部线路的加工；通过真空吸附工作台的移动可实现拼版加工；自带重定位系统，可通过CCD靶标识别系统自动完成与孔的对位后加工图形。

5、对环境友好

无环保负担，完全适合电子实验室使用。

 

经大量应用案例验证，LPKF系统可加工绝大部分Rogers高性能射频材料，尤其在以下材料的加工上表现出色：

RT/duroid® 5870材料, RT/duroid® 5880材料, RT/duroid® 6002材料, RT/duroid®6010材料, RO3003™材料, RO3006™材料, RO3010™材料, RO4003™材料, RO4350™材料, RO4700™材料,TMM® 3材料,TMM® 4材料,TMM® 6材料,TMM® 10材料。

 

 

激光加工样品结果与设计仿真平台结果接近，越高频的材料用激光系统加工出来的效果越好。

 

LPKF激光系统加工Rogers高频材料案例

 

Laser process: LPKF ProtoLaser U4

Through hole plating: LPKF ProConduct

Material name: RO3003™ material

Material thickness: 0.127 mm

Copper thickness: 0.5Oz (18μm) copper

 

   

Laser process : ProtoLaser U4

Material name : RT/duroid® 5880  material     

Material thickness : 0.127 mm

Copper thickness : 0.5 Oz (18 um)

Material description:  PTFE

 

   

Laser process : ProtoLaser U4

Material name : RO4350B™ material         

Material thickness : 0.254 mm

Copper thickness : 0.5 Oz (18 um)

Material description:  Hydrocarbon ceramics

 

   

Laser process : ProtoLaser U4

Material name : RO4350B™ material        

Material thickness : 0.254 mm

Copper thickness : 0.5 Oz (18 um)

Material description:  Hydrocarbon ceramics

 

关于LPKF

德国LPKF激光电子股份公司，成立于1976年，总部位于Garbsen，致力于开发创新性激光解决方案的领先供应商，产品和技术包括：样品PCB快速制作系统、激光SMD焊膏漏印模板切割系统、激光PCB加工设备、3D-MID激光直接成型系统、激光塑料焊接系统、Vitrion薄玻璃微加工系统、薄膜太阳能激光划线系统等。目前已为电子行业、半导体领域、太阳能光伏产业、医疗行业、汽车行业成功开发专用技术和设备，为制造者和服务商提供创新性解决方案。LPKF于1998年在法兰克福上市，目前是德国高科技SDAX-150指数公司之一。

 

来源：乐普科中国

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