如今，RF /微波PCB廣泛應(yīng)用于眾多手持無線設(shè)備和商業(yè)行業(yè)，包括醫(yī)療，通信等。由于RF（射頻）/微波電路是分布參數(shù)電路，往往會(huì)產(chǎn)生趨膚效應(yīng)和耦合效應(yīng)，干擾和在實(shí)際印刷電路板（PCB）設(shè)計(jì)中難以控制電路中的輻射。常見的問題包括數(shù)字電路和模擬電路之間的交叉干擾，功率引起的噪聲干擾以及荒謬布局引起的類似干擾問題。因此，如何平衡PCB設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)并嘗試縮小干擾是RF /微波PCB設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面。
每個(gè)設(shè)計(jì)都有所不同，但經(jīng)驗(yàn)作為一名優(yōu)秀的教師起著積極的作用，制造工程師能夠?yàn)橹饕葳逄峁┙鉀Q方案。本文將介紹和討論有關(guān)RF /微波PCB的詳細(xì)PCB設(shè)計(jì)指南。
如何確定基材？
作為電路設(shè)計(jì)的早期階段，PCB基板材料選擇在RF /微波PCB設(shè)計(jì)中起著關(guān)鍵作用，佳基板材料有助于終產(chǎn)品的卓越性能和高可靠性。在考慮與PCB設(shè)計(jì)一致的基板材料時(shí)，必須集中一些方面，如相對(duì)介電常數(shù)，損耗角正切，厚度，環(huán)境等,以下內(nèi)容將詳細(xì)說明其重要性，并將顯示理想的選擇方法。
1、相對(duì)介電常數(shù)
相對(duì)介電常數(shù)是指介電常數(shù)和真空介電常數(shù)之間的比率。用于RF /微波PCB設(shè)計(jì)的基板材料的相對(duì)介電常數(shù)必須足夠高，以滿足空間和重量的要求。然而，諸如高速互連的其他應(yīng)用要求極低的相對(duì)介電常數(shù)以產(chǎn)生具有可接受的線寬和阻抗容差的高阻抗電路。
在終基板材料確定之前，必須確認(rèn)一些參數(shù)，包括一定范圍的板厚度的線寬，電路工作頻率的波長(zhǎng)和主要部件的近似尺寸。必須繪制電路板圖的草圖，以便建立可接受的大和小相對(duì)介電常數(shù)。
而且，由基板材料制造商提供的相對(duì)介電常數(shù)偏差必須足夠低，以使電性能在公差范圍內(nèi)。
2、損失正切
介電損耗是關(guān)于損耗角正切和相對(duì)介電常數(shù)的函數(shù)，對(duì)于一些基板材料，每單位長(zhǎng)度的介電損耗可以通過施加可以減少導(dǎo)體損耗的較短線來抵消，這在高頻情況下導(dǎo)體損耗變得明顯時(shí)是非常重要的。因此，當(dāng)估計(jì)某些電路中的元件損耗參數(shù)時(shí)，估計(jì)每單位長(zhǎng)度或頻率的損耗而不是在給定頻率下每單位線長(zhǎng)度的普通損耗。
在一定的頻率范圍內(nèi)，基板材料損耗必須足夠低，以滿足輸入/輸出功率要求，同時(shí)避免散熱問題。此外，一些電路元件（例如濾波器）的功率響應(yīng)必須保持尖銳的頻率滾降特性，以便滿足電性能要求。當(dāng)然，介電損耗會(huì)影響這種頻率特性。
3、基板材料厚度與以下設(shè)計(jì)元素相關(guān)聯(lián)：
a、跟蹤寬度，為了保持給定的特性阻抗，應(yīng)減小基板材料厚度以滿足跡線寬度減小的要求。薄基板材料上的高阻抗跡線在制造時(shí)可能需要極低的走線寬度。
b、機(jī)械性能，在無支撐的薄基板材料上構(gòu)造的電路可能彎曲，彎曲或扭曲，這不會(huì)發(fā)生在剛性和熱固性材料上。
C、尺寸穩(wěn)定性，一般而言，就尺寸穩(wěn)定性而言，薄基板材料的性能比厚基板材料差。此外，薄基板材料也會(huì)給制造商帶來挫折或?qū)е鲁杀驹黾印?
d、成本，通常，每單位面積厚的基底材料比每單位面積薄的基底材料更昂貴。
e、一致性。對(duì)于需要彎曲成簡(jiǎn)單彎曲形狀（例如圓柱形或錐形）的電路板，薄板能夠彎曲到較低的曲率半徑，而基板材料或銅箔不會(huì)被破壞。
F、介電擊穿，對(duì)于平行板，薄介電材料具有比厚材料成比例更高的介電擊穿電壓。
G、動(dòng)力處理能力，高頻電路板的功率處理能力通過增加基板材料厚度可以減輕兩個(gè)方面的限制。一方面，高功率可以通過加熱部分消散。另一方面，高峰值功率水平可以導(dǎo)致電暈開始發(fā)電并縮短基板材料的壽命。
4、環(huán)境
印刷電路板制造和操作環(huán)境限制了基板材料的選擇，應(yīng)考慮的主要材料性能包括：
a、溫度穩(wěn)定性、應(yīng)保證操作和技術(shù)的高和低溫度，溫度限制應(yīng)表示為“峰值”或“連續(xù)”，應(yīng)在峰值溫度下計(jì)算電氣性能，并與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比較。在間歇溫度峰值范圍內(nèi)，電路板不可能正常工作，因此應(yīng)采用“連續(xù)”溫度來估算性能。電路板機(jī)械性能發(fā)生永久性損壞應(yīng)在“間歇”極限溫度范圍內(nèi)檢查。
b、耐濕性和化學(xué)性。基板材料應(yīng)吸收低濕度，使高壓環(huán)境下電路板的電性能不會(huì)明顯降低。畢竟，額外的環(huán)保解決方案會(huì)引起額外的制造成本和設(shè)計(jì)折衷，待使用的技術(shù)需要與基底材料的耐化學(xué)性和耐溶劑性相容。
C、抗輻射性能，當(dāng)RF /微波PCB應(yīng)用于空間或核應(yīng)用時(shí)，基板材料將遭受大量電離輻射，應(yīng)確保和估計(jì)電離輻射對(duì)基板機(jī)械和電性能的影響。此外，應(yīng)確保其累積效應(yīng)，并將電路板的有效運(yùn)行壽命與之進(jìn)行比較。
5、關(guān)于基材的其他設(shè)計(jì)規(guī)則
a、銅線圈的附著力必須足夠高，以承受應(yīng)用和制造環(huán)境，以免造成永久性損壞。
b、相對(duì)介電常數(shù)隨溫度變化，這可能會(huì)影響工作溫度范圍內(nèi)的電性能。
C、表面貼裝器件（SMD）和鍍通孔（PTH）的可靠性也與CTE相關(guān)。
d、基板材料的導(dǎo)熱性將影響設(shè)計(jì)，考慮熱管理問題。
e、在決定外殼和安裝時(shí)，應(yīng)提前考慮電路板翹曲。
F、機(jī)械性能可能會(huì)影響裝配和安裝設(shè)計(jì)。
G、基板材料的比重決定了電路板的重量。
H、在極限環(huán)境溫度和高功率元件設(shè)計(jì)以及回流焊接或其他高溫制造的應(yīng)用過程中，必須仔細(xì)考慮熱膨脹系數(shù)（CTE）。
i、電阻率可能是與電性能相關(guān)的元件，尤其是當(dāng)高阻抗線路傳輸高電壓功率放大電路時(shí)。
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