3.2 高频电路基板材料

随着以5G手机为代表的高频通信技术的快速发展，人们对挠性封装基板的高频性能提出了更高的要求。手机天线已从早期的外置天线发展为内置天线，形成了以柔性印制电路（FPC）为主的结构形式。对于5G通信，无论是高速信号还是射频信号，核心的变化是工作频率的显著提升，FPC的高频传输特性成为人们极为关注的问题。当信号传输频率超过1GHz时，作为支撑导线和器件载板的聚合物介质绝缘材料，其自身的电介质特性也将对信号传输速率和损耗产生重要影响。在毫米波频段，信号波长已与传输线、器件尺寸接近；当高频毫米波信号在FPC中传输时，FPC不仅是微波元器件的互连导线，本身也成为微波传输线，必须具有优良的微波元件特性，如相位变化、阻抗匹配、插值损耗、平衡过渡等。FPC传输线作为信号传输的基本单元，特性阻抗、损耗与FPC绝缘基材的介电常数、介电损耗及厚度等有着密切的关系。挠性绝缘基材的介电性能将影响微波信号的传输质量。因此，聚合物绝缘基材的高频特性及对天线信号传输特性的影响，成为高频天线电路的核心关键技术［18］。

当频率超过300MHz时，一般称作高频。在通常情况下，在高频电路中，FPC导线内的电信号传播速率可以表示为

式中，v为信号传播速率；c为真空中的光速；ε为基板的介电常数。

信号传输损失可以表示为［2］

式中，α为信号传输损失率；ε为基板的介电常数；tanδ为介电损耗角正切；f为频率。

由式（3.1）、式（3.2）可以看出，如果希望提高基板的信号传播速率和传输效率，必须尽可能降低基板的介电常数和介电损耗角正切，以减少信号延迟和传输损失。

封装基板介电性能取决于树脂基体的主链结构及增强材料，介电常数近似符合混合定律。

式中，ε为基板的介电常数；ε₁为树脂的介电常数；V₁为树脂的体积分数；ε₂为增强材料的介电常数；V₂为增强材料的体积分数。

当确定增强材料后，树脂基体的介电性能对FPC的介电性能具有决定性作用，因此需选用低介电常数ε和低介电损耗角正切tanδ的树脂基体用于高频电路的制作。同时，作为高频电路的树脂基体，必须具有足够的综合力学性能和较好的耐热稳定性。

高频电路基板主要有刚性基板和挠性基板两大类。刚性基板用树脂基体主要包括改性环氧树脂、改性氰酸酯树脂、改性BT树脂、改性聚苯醚树脂、改性聚酰亚胺树脂及改性氟树脂等，其中在高频电路板中广泛应用的主要有改性氰酸酯树脂、改性聚酰亚胺树脂、改性聚苯醚树脂及改性氟树脂等。增强材料主要包括玻璃纤维布、芳纶无纺布等。导电铜箔主要为低轮廓电解铜箔和低轮廓压延铜箔等。高频挠性基板用聚合物薄膜主要有液晶聚酯薄膜、改性聚酰亚胺薄膜、聚苯硫醚薄膜等。导电铜箔主要为低轮廓电解铜箔和低轮廓压延铜箔等。下面主要论述高频挠性基板的材料、制造及性能。