2024年3月27日发(作者：汪傲柔)

高频基板材料之最新发展

1、前言

随着信息科学技术的飞速发展，具有高速信息处理功能之各种电子消费产品

已成为人民日常生活中不可缺少的一部分，从而加快了无线通讯和宽频应用工业

技术由传统的军用领域向民用的消费电子领域转移之速度，由于消费电子市场需

求强劲，且不断提出更高的技术要求，如信息传递高速化、完整性及产品多功能

化和微型化等，从而促进了高频应用技术之不断发展。特别是覆铜箔基板材料技

术，传统FR-4之DK和Df相对较高，即使通过改善线路设计也无法完全满足高

频下的信号高速传递且信号完整之应用需求，因为高DK会使信号传递速率变慢，

高Df会使信号部分转化为热能损耗在基板材料中，因而降低DK/Df已成为基板

业者之追逐热点，各种降低DK/Df之新技术和新型基板产品也不断地涌现出来，

同时不断地被PCB业者和终端厂商所接收和否定（某些应用领域的否定）。以下

就本人对业界高频基板材料技术之发展的理解作一简单的介绍，同时就我司的新

型高频基板材料作简要之介绍与讨论。

2、介电常数（DK）和损耗因子（Df）

定义

介电常数（ε，εr，DK，以下均用DK表示）的定义方式繁多，但常见定义

为：含有电介质的电容器的电容C与相应真空电子容器的电容之比为该电介质的

介电常数。（电介质的电容电荷示意图如下图1）

从介电常数的定义可知，如果电介质的极化程度越高，则其电荷Ｑ值越高，

即DK越高，说明DK是衡量电介质极化程度的宏观物理量，表征电介质贮存电能

能力的大小，从而也表征了阻碍信号传输能力的大小。

损耗因子（tanδ，Df，也叫介质损耗因素，介质损耗角正切，以下均用Df

表示）一般可定义为：绝缘材料或电介质在交变电场中，由于介质电导和介质极

化的滞后效应，使电介质内流过的电流相量和电压相量之间产生一定的相位差，

即形成一定的相角，此相角的正切值即损耗因子Df，由介质电导和介质极化的

滞后效应引起的能量损耗叫做介质损耗，也就是说，Df越高，介质电导和介质

极化滞后效应越明显，电能损耗或信号损失越多，是电介质损耗电能能力的表征

物理量，也是绝缘材料损失信号能力的表征物理量。

基板材料DK和Df之影响因素

在高频应用中，PCB使用之基板材料的介电性能对信号的传输速度和完整性

2024年3月27日发(作者：汪傲柔)

高频基板材料之最新发展

1、前言

随着信息科学技术的飞速发展，具有高速信息处理功能之各种电子消费产品

已成为人民日常生活中不可缺少的一部分，从而加快了无线通讯和宽频应用工业

技术由传统的军用领域向民用的消费电子领域转移之速度，由于消费电子市场需

求强劲，且不断提出更高的技术要求，如信息传递高速化、完整性及产品多功能

化和微型化等，从而促进了高频应用技术之不断发展。特别是覆铜箔基板材料技

术，传统FR-4之DK和Df相对较高，即使通过改善线路设计也无法完全满足高

频下的信号高速传递且信号完整之应用需求，因为高DK会使信号传递速率变慢，

高Df会使信号部分转化为热能损耗在基板材料中，因而降低DK/Df已成为基板

业者之追逐热点，各种降低DK/Df之新技术和新型基板产品也不断地涌现出来，

同时不断地被PCB业者和终端厂商所接收和否定（某些应用领域的否定）。以下

就本人对业界高频基板材料技术之发展的理解作一简单的介绍，同时就我司的新

型高频基板材料作简要之介绍与讨论。

2、介电常数（DK）和损耗因子（Df）

定义

介电常数（ε，εr，DK，以下均用DK表示）的定义方式繁多，但常见定义

为：含有电介质的电容器的电容C与相应真空电子容器的电容之比为该电介质的

介电常数。（电介质的电容电荷示意图如下图1）

从介电常数的定义可知，如果电介质的极化程度越高，则其电荷Ｑ值越高，

即DK越高，说明DK是衡量电介质极化程度的宏观物理量，表征电介质贮存电能

能力的大小，从而也表征了阻碍信号传输能力的大小。

损耗因子（tanδ，Df，也叫介质损耗因素，介质损耗角正切，以下均用Df

表示）一般可定义为：绝缘材料或电介质在交变电场中，由于介质电导和介质极

化的滞后效应，使电介质内流过的电流相量和电压相量之间产生一定的相位差，

即形成一定的相角，此相角的正切值即损耗因子Df，由介质电导和介质极化的

滞后效应引起的能量损耗叫做介质损耗，也就是说，Df越高，介质电导和介质

极化滞后效应越明显，电能损耗或信号损失越多，是电介质损耗电能能力的表征

物理量，也是绝缘材料损失信号能力的表征物理量。

基板材料DK和Df之影响因素

在高频应用中，PCB使用之基板材料的介电性能对信号的传输速度和完整性