- 盲孔、埋孔、Ultra HDI 印刷電路板
- 高頻低損耗PCB材料
- TLY-5, RF35, RF-35TC, TSM-DS3, TLX-8, TLX-9 材料
- RO4003, RO4350B, RO4835, RT/duroid 5870, RT/duroid 5880, RT/duroid 6002, TMM3, TMM4, TMM6, TMM10, TMM10i 材料
射頻印刷電路板
射頻（RF）和微波（Microwave）PCB運行於兆赫（MHz）至吉赫（GHz）的頻率範圍，從極低頻率到極高頻率，這些頻率範圍通常用於通信信號，應用範圍從手機到軍用雷達不等。
RF/微波信號對噪聲、串擾和電源的影響非常敏感。
在將RF集成到PCB中時，需要考慮多種因素，包括元件密度的精密控制、多種表面處理選項、板厚考量、廣泛的可靠性需求，甚至基板材料的選擇。此外，RF/微波設計可能需要特殊的製造設備。
奔創電子（Benchuang Electronics）生產高品質RF PCB和微波樣品，採用PTFE及非PTFE材料以實現信號完整性。
RF微波PCB能力
我們以深厚的工程經驗為榮，並擁有先進的技術與設備，可以在我們的先進設施中處理從設計到組裝的任何項目，這包括射頻（RF）和微波PCB的製造與加工。
奔創電子致力於提供優質RF PCB解決方案，以滿足多樣化的高頻通信需求。
RF PCB設計指南
下載我們的RF PCBs設計指南
為了避免一開始就出錯，我們整理了設計規範，您可以將其作為檢查清單使用。
此文件列出了RF PCB常見的製造特性。雖然文件中的特性限制並不全面，但我們的工程師擁有豐富的經驗，曾與各種類型的PCB材料合作，因此能夠為您提供建議並解答所有RF PCB相關的問題。
最重要的是，我們的專家了解如何在設計階段協助考量可製造性及潛在成本驅動因素，確保您的項目順利實現並滿足需求。
| Description | Production | Advanced |
|---|---|---|
| Inner Layer | ||
| Min.Trace/Space | 1.5mils / 1.5mils | 1.2mils / 1.5mils |
| Min. Copper Thickness | 1/3oz | 1/7 oz |
| Max. Copper Thickness | 10oz | 30oz |
| Min. Core Thickness | 2mils | 1.5mils |
| Line/ pad to drill hole | 7mils | 6mils |
| Line/ pad to board edge | 8mils | 7mils |
| Line Tolerance | +/-10% | +/-10% |
| Board Dimensions | ||
| Max. Finish Board Size | 19”X26” | 20”X28” |
| min. Finish Board Size | 0.2"X0.2" | 0.15"X0.15" |
| Max. Board Thickness | 0.300"(+/-10%) | 0.350"(+/-8%) |
| Min. Board Thickness | 0.007"(+/-10%) | 0.005"(+/-10%) |
| Lamination | ||
| Layer Count | 60L | 100L |
| Layer to Layer Registration | +/-4mils | +/-2mils |
| Drilling | ||
| Min. Drill Size | 6mils | 5mils |
| Min. Hole to Hole Pitch | 16mils(0.4mm) | 14mils(0.35mm) |
| True position Tolerance | +/-3mils | +/-2mils |
| Slot Diameter Tolerance | +/-3mils | +/-2mils |
| Min gap from PTH to track inner layers | 7mils | 6mils |
| Min. PTH edge to PTH edge space | 9mils | 8mils |
| Plating | ||
| Max. Aspect Ratio | 28:1 | 30:1 |
| Cu Thickness in Through hole | 0.8-1.5 mils | 2 oz |
| Plated hole size tolerance | +/-2mils | +/-1.5mils |
| NPTH hole tolerance | +/-2mils | +/-1mils |
| Min. Via in pad Fill hole size | 6mils | 4mils |
| Via in pad Fill Material | Epoxy resin/Copper paste | Epoxy resin/Copper paste |
| Outer Layer | ||
| Min. Trace/Space | 2mils / 2mils | 1.5mils / 1.5mils |
| Min. pad over drill size | 6mils | 5mils |
| Max. Copper thickness | 12 oz | 30 oz |
| Line/ pad to board edge | 8mils | 7mils |
| Line Tolerance | +/-15% | +/-10% |
| Metal Finish | ||
| HASL | 50-1000u” | 50-1000u” |
| HASL+Selective Hard gold | Yes | Yes |
| OSP | 8-20u” | 8-20u” |
| Selective ENIG+OSP | Yes | Yes |
| ENIG(Nickel/Gold) | 80-200u”/2-9 u” | 250u”/ 10u” |
| Immersion Silver | 6-18u” | 6-18u” |
| Hard Gold for Tab | 10-80u” | 10-80u” |
| Immersion Tin | 30u”min. | 30u” min. |
| ENEPIG (Ni/Pd/Au) | 125u"/4u"/1u” min. | 150u"/8u"/2u” min. |
| Soft Gold (Nickel/ Gold) | 200u”/ 20u”min. | 200u”/ 20u” |
| Solder Mask | ||
| S/M Thickness | 0.4mils min. | 2mils max. |
| Solder dam width | 4mils | 3mils |
| S/M registration tolerance | +/-2mils | +/-1.5mils |
| S/M over line | 3.5mils | 2mils / 2mils |
| Legend | ||
| Min. Space to SMD pad | 6mils | 5mils |
| Min. Stroke Width | 6mils | 5mils |
| Min. Space to Copper pad | 6mils | 5mils |
| Standard Color | White , Yellow, Black | N/A |
| Electrical Testing | ||
| Max. Test Points | 30000 Points | 30000 Points |
| Smallest SMT Pitch | 16mils(0.4mm) | 12mils(0.3mm) |
| Smallest BGA Pitch | 10mils(0.25mm) | 6mils(0.15mm) |
| NC Rout | ||
| Min. Rout to copper space | 8mils | 7mils |
| Rout tolerance | +/-4mils | +/-3mils |
| Scoring (V-cut) | ||
| Conductor to center line | 15mils | 15mils |
| X&Y Position Tolerance | +/-4mils | +/-3mils |
| Score Anger | 30o/45o | 30o/45o |
| Score Web | 10mils min. | 8mils min. |
| Beveling | ||
| bevel anger | 20-71o | 20-71o |
| Bevel Dimensional Tolerance | +/-10mils | +/-10mils |
| Impedance controll | ||
| Impedance controll | +/-10% | +/-7% |
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RF PCB材料的一些介電與熱性能
RF PCB材料 (RF PCB Materials)
FR4材料適用於高達WiFi頻率（約6 GHz）的RF傳輸線和互連。然而，在更高頻率下，RF工程師通常建議使用替代材料，以支持RF信號的傳播及印刷RF電路的設計。標準FR4層壓板使用樹脂填充的玻纖織物來固定元件，但某些材料中的纖維織物效應可能會在製造過程規範不當時，導致信號與電源完整性問題。
替代材料系統通常使用基於PTFE的層壓板與黏合片（bondply），以將PTFE層與PCB堆疊中的下一層結合。這些材料的損耗正切值（Loss Tangent）比FR4材料更低，因此信號可以在衰減最小的情況下傳輸更遠，並保持在可接受的範圍內。這些層壓板應作為支持RF傳輸線的基板，尤其是在非常高頻率（如77 GHz雷達）或在較低頻率（如6 GHz WiFi）下的長距離互連應用中。
以下表格總結了一些常見RF PCB材料的重要特性。
（可提供表格以說明不同材料的具體性能數據，如有需要可詳細補充）
PTFE基材及其優異的高頻性能已成為RF PCB設計中不可或缺的材料選擇，為高性能射頻電路提供可靠支持。
以上並非RF電路板材料的完整列表，但這些材料是目前非常受歡迎的選擇。
RF微波PCB材料性能
RF微波PCB通常使用具有特定介電常數（Er）、損耗正切（Loss Tangent）和熱膨脹係數（CTE）的先進複合材料製造。
具有低且穩定Er和損耗正切的高頻電路材料，能讓高速信號以比標準FR-4材料更低的阻抗通過PCB。這些材料還可以在同一堆疊結構中混合使用，以實現性能和經濟性的最佳平衡。
在高溫環境下仍保持極高的穩定性，並能在極低至極高頻率下正常運行。
支援極細間距元件的有效安裝，甚至包括裸晶（Bare Die-Attach）。
有助於多層板與其特徵在複雜PCB佈局中的對齊
這些專門的RF PCB材料不僅能應對苛刻的環境條件，還能確保高頻信號的穩定性與可靠性，為多層和複雜設計提供最佳支持。
使用Rogers PTFE層壓板的混合堆疊範例
倒置4層堆疊結構使用僅PTFE材料
RF微波PCB堆疊結構 (RF Microwave PCB Stackup)
當您為RF設計選定了層壓板（Laminate）和黏合片（Bondply）材料後，就可以將它們加入您的堆疊結構中。雖然可以使用RF材料構建整個多層PCB堆疊，但這通常並非必要，且成本可能過於昂貴。
一種更為經濟實惠的選擇是採用混合堆疊結構（Hybrid Stackup）：
· 將RF層壓板放置於頂層，以支持RF傳輸線和電路。
· 內層則用於支撐接地平面（Ground Planes）、數字信號布線以及電源分配。
· 相對的底層可以支持需要與RF前端介面的數字元件，例如用於收集RF信號的ADC（模數轉換器）或其他相關元件。
這種混合堆疊設計不僅能有效降低整體製造成本，還能同時滿足RF和數字信號的協同運作需求，為設計提供了靈活且高效的解決方案。
如果您的RF PCB設計中不需要數字區域，可以選擇使用具有標準或接近標準厚度的RF層壓板，構建2層或3層的PCB。確定PCB層厚和材料系統後，下一步是計算RF走線的阻抗。
以下提供一個不使用上述混合材料的堆疊範例，具體見下表：
在此範例中，外層使用較厚的Rogers核心材料（RO4350B），為表層信號布線提供足夠的厚度基礎，並在內層設置接地層（GND）。內層則使用黏合片（Bondply，RO4450F），作為將兩個核心層結合在一起的半固化片。
這只是RF設計中眾多堆疊樣式中的一種。此範例的關鍵點是黏合片的使用，其功能類似於標準PCB堆疊中的半固化片（Prepreg）。黏合片的使用可確保多層RF PCB的穩定性和可靠性，同時滿足高頻設計的特殊需求。
為什麼要使用較厚的層來支持電路設計？這麼做的主要原因是調整線寬以達到阻抗目標，同時減少損耗，並控制RF印刷電路中元件的寄生電容與電感。
混合RF微波PCB
混合印刷電路板（Hybrid PCB）是一種多層PCB，使用不同性質的材料以優化電氣性能並提升系統可靠性，特別針對高頻RF應用。製造此類PCB的最大挑戰在於在製造和元件組裝過程中，管理不同電路材料的熱膨脹係數（CTE）特性。
通常，這些設計結合FR-4材料和PTFE層壓板，使設計師能夠在同一PCB上整合RF功能與數字功能，從而縮小設備占地面積並降低成本。
世界級的層壓板製造商如Isola、Rogers、Arlon和Taconic，都發布了有關其層壓板特性與性能的重要技術信息。在以下部分中，我們將列出我們提供的能力以及在設計混合RF PCB時需要避免的一些項目。
混合RF PCB層壓結構的考量
在使用不同性質材料製造印刷電路板時，必須對層壓板的物理特性和設備能力有豐富的經驗。根據所有材料（例如FR-4、PTFE和銅）的CTE值，在熱暴露（如壓合）期間，每種材料的膨脹速率都不同。這可能導致顯著的對位問題，例如某些材料收縮而其他材料膨脹，也可能導致銅箔與基材介面的分層。
因此，並非所有材料都適合用於混合應用，即使它們在性能上符合設計需求，也可能因製造不可行性而無法使用。
在設計過程的早期與您的PCB製造商合作，可以帶來最佳結果，因為他們對材料的相容性最為了解。例如，Rogers 5880是一種非常適合高可靠性應用的RF材料，但它的主要挑戰是，在銅被蝕刻掉後會發生收縮。製造商需要了解這一特性，並在製程中進行補償。
混合結構通常涉及將低損耗材料（如Nelco或Rogers）與另一種核心材料（如FR-4）結合使用。
這種設計方法能在性能與製造可行性之間找到平衡，為高頻應用提供最佳解決方案。
混合微波PCB堆疊挑戰 (Hybrid Microwave PCB Stack Up Challenges)
在任何RF/微波應用中，能否維持設計的特定公差範圍以實現所需頻率，是一個極為重要的因素。在管理混合設計的堆疊結構時，最困難的挑戰之一是如何在不同面板之間，甚至在某些應用中的每塊電路板之間，一致地達到整體厚度要求。由於使用了多種材料類型，因此需要使用多種類型的半固化片（Prepreg，黏合系統）來將設計壓合在一起。
許多RF設計的RF信號層在蝕刻後會出現大面積未覆銅（未填充銅）的區域。製造商會採用不同技術，以確保層與層之間有足夠的絕緣，並保持整體厚度的一致性。
在許多情況下，使用無流動FR-4半固化片（No-flow FR-4 Prepreg）是保持厚度均勻的最佳解決方案，但這可能會增加堆疊結構的材料用量，並改變整個電路的電氣特性。
RF PCB材料庫存
考量到RF PCB應用的多樣化特性，我們與幾家主要材料供應商建立了合作夥伴關係，例如Rogers、Arlon、Nelco和Taconic等。雖然許多材料具有高度專業性，但我們在倉庫中仍然儲備了Rogers（4003和4350系列）和Arlon的大量產品。由於庫存成本高昂，許多公司無法做到快速應對，但我們已準備充分以滿足客戶需求。
高科技RF PCB的設計挑戰:採用高頻層壓材料製造的高科技電路板在設計上存在挑戰，這主要是因為信號對噪聲的高敏感性，以及在應用中熱傳導管理的複雜性。與標準FR-4材料相比，最優秀的高頻PCB材料具有更低的熱導率，能夠更好地支持高頻信號傳輸。
RF和微波信號對噪聲非常敏感，其阻抗公差比傳統數字電路板更為嚴格。透過使用接地平面和較大的彎曲半徑來控制阻抗，可以顯著提升設計的效率和性能。
小型化設計與高介電材料的應用:由於電路的波長受頻率和材料特性的影響，具有較高介電常數（Dk）值的PCB材料能夠實現更小型化的電路設計，適用於特定阻抗和頻率範圍。通常，高Dk層壓板（Dk值為6或更高）與成本較低的FR-4材料結合使用，以形成混合多層設計，不僅降低成本，還能實現性能優化。
深入理解PCB材料特性:了解PCB材料的熱膨脹係數（CTE）、介電常數（Dk）、熱係數、介電常數的溫度係數（TCDk）、損耗因子（Df），以及相對介電率和損耗正切等特性，對RF PCB設計至關重要。這些參數的掌握有助於設計師創建出超越應用需求的穩健設計，確保在高頻應用中的可靠性和性能。
RF PCB製造與測試考量
在設計RF PCB時，需要特別考量製造與測試方面的因素，以確保成功生產與可靠性能。建議與PCB製造商緊密合作，以解決任何特定的製造需求。
製造考量:製造過程必須滿足高頻設計所需的精密公差。控制阻抗測試以及層堆疊結構的驗證，是確保設計符合預期規範的關鍵步驟。
測試考量:製造後的測試對於驗證RF PCB性能至關重要。時域反射測量（TDR）等測試技術可用來檢測阻抗不匹配、信號反射或其他信號完整性問題。透過使用適當的測試儀器，例如網路分析儀、頻譜分析儀及向量信號分析儀，對RF電路進行測試，可以確認設計的性能是否達到預期要求。
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