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、相對介電常數(shù)
相對介電常數(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介電常數(shù)。
而且，由基板材料制造商提供的相對介電常數(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介電常數(shù)的函數(shù)，對于一些基板材料，每單位長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)每單位長度或頻率的損耗而不是在給定頻率下每單位線長度的普通損耗。
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。對于需要彎曲成簡單彎曲形狀（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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