微波射频PCB应该如何选材材料测试说明

　　随着无线通讯和宽带网络的发展，PCB已不再简简单单是在一些绝缘的基材上面布上金属导线，实现互联。在许许多多的情况下，基材和金属导体已经成为功能元件的一部分。尤其是在射频应用中，元件与基材相互作用，从而，PCB的设计和制造越来越对产品的功能产生至关重要的影响。如左图1所示的微波板的一个典型部分，上面的导体都是一个个元件。

　　我们PCB制造者也更多的介入与设计相关的东西，尤其是到高频，高速信号传输中更是如此。同样设计者也必须对PCB制造工艺有深入的了解，才能综合生产出合格的，高性能的PCB。我们从这期开始介绍一些大家经常接触的参数，由浅入深做一些技术探讨，希望能够加深设计与制造的沟通和交流。

　　介电常数（Dk， ε，Er）决定了电信号在该介质中传播的速度。电信号传播的速度与介电常数平方根成反比。介电常数越低，信号传送速度越快。我们作个形象的比喻，就好想你在海滩上跑步，水深淹没了你的脚踝，水的粘度就是介电常数，水越粘，代表介电常数越高，你跑的也越慢。介电常数并不是非常容易测量或定义，它不仅与介质的本身特性有关，还与测试方法，测试频率，测试前以及测试中的材料状态有关。介电常数也会随温度的变化而变化，有些特别的材料在开发中就考虑到温度的因素。湿度也是影响介电常数的一个重要因素，因为水的介电常数是70，很少的水分，会引起显著的变化。以下是一些典型材料的介电常数（在1Mhz下）：可以看出，对于高速、高频应用而言，最理想的材料是由铜箔包裹的空气介质，厚度允差在＋/－0.00001“。作为材料开发，大家都在朝这个方向努力，如Arlon 专利开发的Foamclad非常适合基站天线的应用。但不是所有的设计都是介电常数越小越好，它往往根据一些实际的设计而定，一些要求体积很小的线路，常常需要高介电常数的材料，如Arlon的AR1000 用在小型化线路设计。有些设计如功放，常用介电常数2.55（如Arlon Diclad527， AD255等），或者介电常数3.5（如AD350，25N/FR等）。也有采用4.5介电常数的，（如AD450）主要从FR-4设计改为高频应用，而希望沿用以前设计。介电常数除了直接影响信号的传输速度以外，还在很大程度上决定特性阻抗，在不同的部分使得特性阻抗匹配在微波通信里尤为重要。如果出现阻抗不匹配的现象，阻抗不匹配也称为VSWR （驻波比）。 CTEr：由于介电常数随温度变化，而微波应用的材料又常常在室外，甚至太空环境，所以CTEr（Coefficenc of Thermal of Er，介电常数随温度的变化系数）也是一个关键的参数。一些陶瓷粉填充的PTFE能够有非常好的特性，如CLTE。