隨著5G通信的發展和建設，電子設備行業對高頻高速板的需求越來越大。由于使用環境不同，高頻板和高速板有很多共同的特點，也有一些區別。本文結合高頻高速板的使用環境和板材樹脂體系，闡述了高頻板和高速板各自的特點，并對高頻板和高速板的未來發展進行了展望。


一、5G網絡對高頻高速板塊的需求


5G，第五代移動通信。蜂窩移動通信從模擬通信（1G）發展到現在流行的LTE（4G），經歷了四次升級。2012年以來，5G網絡的研究和測試進展迅速。過去，從1G到4G，主要場景是人與人之間的網絡通信，而5G網絡將滿足萬物互聯，開啟新一輪信息網絡革命。5G通信產業鏈主要包括以下五個重要環節：


(1)網絡規劃設計（初步技術研究和網絡建設規劃）；
(2) 無線主要設備（核心網、基站天線、射頻器件、光器件/光模塊、小基站等，無線配套、網絡覆蓋和優化環節開始部署）；
(3)傳輸設備（無線設備之后需要有線傳輸鏈接，其次是光纖光纜、系統集成、IT支持、增值服務等）；
(4)終端設備（芯片與終端匹配）；
(5) 運營商。
除了以上五個重要環節，下面兩個環節也很重要：
(6) PCB/CCL產業鏈（用于基站射頻、基帶處理單元、IDC和核心網路由器等）；
(7) 介質波導濾波器（基站射頻）。
在5G建設過程中，不同行業產品工作使用的頻帶不同，進而導致不同行業不同產品對高頻高速板材的要求不同。可見，5G網絡是多頻段微波的綜合應用。因此，不同行業的產品選擇高速板和高頻板會有所不同。


二、高頻高速板的特點


2.1 材料的介電常數Dk和介質損耗Df


說到高頻高速板，難免要講兩個概念“介電常數-Dk”和“介電損耗-Df”。用于高速數字化信號傳輸的PCB介質層，不僅起到導體之間的絕緣層的作用，更重要的是它起著“特性阻抗”的作用，還影響信號傳輸速度、信號衰減和發熱。.
介質損耗（Df）的大小表示信號傳輸的衰減程度。這種信號傳輸的衰減往往是產生熱量而消耗。隨著高頻高速數字信號傳輸，信號衰減和熱耗必然隨著高頻化高速數字化的信號傳輸而迅速增加。對于高頻化和高速數字化信號傳輸來說，介質損耗（Df）越小越好。
在高速產品和高頻產品的發展過程中，都是要求板材的介電常數（Dk）和介質損耗（Df）向更小的方向發展。但高頻產品和高速產品對板材的需求仍存在一定差異。


2.2 高速材料特性


高速產品更注重板材的介電損耗（Df）。市場上常用的高速材料的等級也是根據介電損耗（Df）的大小來劃分的。不同的基板材料根據基板的介電損耗分為常規損耗、中損耗、低損耗、極低損耗、超低損耗。 ）五個傳輸信號損耗對應等級。


2.3 高頻材料特性


與高速材料相比，高頻材料更注重材料介電常數（Dk）的大小和變化。高頻產品對材料介電常數 (Dk) 的變化非常敏感。因此，高頻材料的重點是介電常數（Dk）的穩定性，以及材料介質厚度、材料的溫漂系數以及材料的頻閃性能。業界對于高頻材料并沒有明確的分類標準，但是很多PCB廠家根據材料的介電常數（Dk）粗略地對高頻板進行分類。具有相同介電常數 (Dk) 的材料被認為是相似的，可以相互替代。
在高頻材料領域也有一種慣用的劃分方式，即將材料分為聚四氟乙烯材料和非聚四氟乙烯材料。這與高頻產品的應用領域密切相關。當前的射頻領域可以分為兩部分。一是頻率在6GHZ以下常用的頻率有3.5GHZ、2.7GHZ、1.8GHZ。主要產品為功率放大器，天線校準器，陣子等產品。另一部分是20GHZ以上毫米波領域常用的頻率有24GHZ、66GHZ、77GHZ，主要產品為雷達產品。這主要是因為隨著頻率的增加，非聚四氟乙烯產品的頻閃效應、介電損耗對信號傳輸的影響急劇增加，而聚四氟乙烯材料具有更好的性能特性。

三、高頻高速板發展前景

傳統覆銅板材料傳輸損耗大，無法滿足高頻信號傳輸質量的要求。因此，5G通信使用的PCB基板材料最重要的性能是滿足高頻高速的要求，以及一體化、小型化、輕量化、多功能和高可靠性的要求。特別是樹脂材料要求低介電常數（Dk）、低介質損耗（Df）、低熱膨脹系數（CTE）和高導熱系數。目前，以聚四氟乙烯（PTFE）熱塑性材料和碳氫樹脂（PCH）類熱固性材料為代表的硬質覆銅板，因其無與倫比的低介電性能占據了高頻/高速PCB基板的絕大部分市場。近年來，聚苯醚（PPO或PPE）、雙馬來酰亞胺（BMI）、氰酸酯（CE）、三嗪樹脂（BT）、苯并噁嗪（BOZ）和苯并環丁烯（BCB）及相關改性等新型樹脂材料的高頻/高速PCB基板。
聚苯醚（PPO或PPE），介電性能僅次于PTFE，是近年來備受業界關注的材料
另外，PPO材料的可加工性比PTFE材料好很多，所以目前高速板中的極低損耗（Very Low Loss）和超低損耗（Ultra Low Loss）多采用改性PPO樹脂，如作為松下 M6， M7N，聯茂的IT968、IT988GSE。高頻板材的樹脂體系主要以聚四氟乙烯（PTFE）熱塑性材料和碳氫樹脂（PCH）為主。雖然可以獲得極低的介電損耗（Df）和穩定的介電常數（Dk），但材料可加工性差不適合高多層板，更不適合HDI板的加工產品。隨著5G通信的發展，高頻產品的PCB復雜度也越來越高（傳統高頻PCB以單雙面為主，多層板的發展甚至有HDI設計要求）近年來，材料開發商也采用 PPO 樹脂來制作高頻板。在保證板子具有極低的介電損耗（Df）和穩定的介電常數（Dk）的同時，以獲得良好的PCB加工性。例如，聯茂推出的IT-88GMW、IT-8300GA、IT-8350G、IT-8338G、IT-8615G等高頻板材就是采用了改性PPO樹脂和碳氫樹脂的混合體系。在滿足高頻信號傳輸要求的同時，材料的可加工性大大增強。
一方面5G通信向更高速、更高頻發展，必然要求材料介電損耗（Df）和介電常數（Dk）向更小的方向發展；另一方面，5G產品要求小型化和更多的統一化相應PCB必然向高多層甚至HDI方向發展，這就要求材料具有良好的可加工性。目前無論是從高頻材料還是高速材料來看，使用聚苯醚（PPO或PPE）樹脂都是一個很好的發展方向。