PCB大讲堂：PCB板层压工艺及分层要求

PCB板多层层压板总厚度和层数等参数受到PCB的板材特性限制。特殊板材一般可提供的不同厚度的板材品种有限，因而设计者在PCB设计过程中必须要考虑板材特性参数、PCB加工工艺的限制。

    其中FR4板材有各种厚度，适用于多层层压的板材品种齐全。下表以FR4板材为例给出一种多层板层压结构和板材厚度分配参数，以供PCB设计工程师参考。

                                                                 表一  FR4层压板结构参数
    

    其中FR4六层板、完成板厚度为1.6mm，其层压结构如下图所示。

                                                     图一  六层PCB板层压结构

    下面是FR4/PTFE/F4/S1139/RO4350等几种板材的参数说明。

                                                           表二  PCB板材主要参数性能比较

板材对PCB设计和加工影响最大的参数主要是介电常数和损耗因子。对于PCB多层板设计，板材选取还需考虑加工冲孔、层压性能等。

由以上传输线特性阻抗、损耗、传播波长分析和板材比较，产品设计须考虑成本，市场因素。

因此建议在PCB设计中，设计者选取板材考虑如下关键因素： 

（1）信号工作频率不同对板材要求不同。 

（2）工作在1GHz以下的PCB可以选用FR4，成本低、多层压制板工艺成熟。如信号入出阻抗较低（50欧姆），在布线时需要严格考虑传输线特性阻抗和线间耦合，缺点是不同厂家以及不同批生产的FR4板材掺杂不同,介电常数不同（4.2-5.4）且不稳定。 

（3）工作在622Mb/s以上的光纤通信产品和1G以上3GHz以下的小信号微波收发信机，可以选用改性环氧树脂材料如S1139，由于其介电常数在10GHz时比较稳定、成本较低、多层压制板工艺与FR4相同。如622Mb/s数据复用分路、时钟提取、小信号放大、光收发信机等处建议采用此类板材，以便于制作多层板且板材成本略高于FR4（高4分/cm2左右），缺点是基材厚度没有FR4品种齐全。或者，采用RO4000系列如RO4350，但目前国内一般用的是RO4350双面板。缺点是：这两种板材不同板厚品种数量不齐全，由于板厚尺寸要求，不便于制作多层印制板。如RO4350，板材厂家生产的规格有10mil/20mil/30mil/60mil等四种板厚，而目前国内进口品种更少，因此限制了层压板设计。 

（4）3GHz以下的大信号微波电路如功率放大器和低噪声放大器建议选用类似RO4350的双面板材，RO4350介电常数相当稳定、损耗因子较低、耐热特性好、加工工艺与FR4相当。其板材成本略高于FR4（高6分/cm2左右）。

（5）10GHz以上的微波电路如功率放大器、低噪声放大器、上下变频器等对板材要求更高，建议采用性能相当于F4的双面板材。

（6）无线手机多层板PCB板材要求板材介电常数稳定度、损耗因子较低、成本较低、介质屏蔽要求高，建议选用性能类似PTFE（美国/欧洲等多用）的板材，或FR4和高频板组合粘接组成低成本、高性能层压板。