随着5G通讯的普及，移动终端、工业互联网、车联网等全行业发生变革，作为智能手机内部连接各功能器件的关键零组件——印制电路板，也发生了质的改变。

5G手机的通讯，要求作为连接功能的印制电路板（天线、传输线）具有讯号传输损耗小、传输延迟时间短、信号传输失真小等的特性。

除通讯板外，终端使用的MIPI模块 ，对高频需求也在不断提升，到了2020年各组件频率、内存存储、 CSI （Camera）与DSI（Display）等的需求提升，同样对高频模块PCB提出了新的要求。

高频模块PCB的传输关键技术指标包含一下五点：

（1）传输损耗为关键性指标；

（2）轻薄短小， LCP（液晶聚合物）或低损耗PI（聚酰亚胺）挠性PCB可取代较厚的传统同轴电缆天线传输线，具有更高的空间效率；

（3）具有更好柔性，达到更小的弯折半径，提高空间利用率和弯折产品可靠性；

（4）多层化也是高频高速传输PCB发展的主力方向，例如在多家品牌手机中的摄像头模块多层结构，并且可以自由弯曲和成型；

（5）高密度与集成化，频段的增加及速率的提升，传输线的设计方式也从单一信道演变为多线传输，PCB从新材料、新技术、新产品结构等领域也要做出变革，以实现高频传输发展趋势。

▍高频传输关键损耗影响因子

不管5G技术未来究竟如何发展，对PCB电路板及材料产业而言，高频、高速的设计导入已成必然。 

其中“介电损失（Df）”是目前无论高频基板材料厂商还是5G、IoT等使用的高频电路的设计者，越来越关注的重要参数。介电损失（Df）又称为损失正切（Loss Tangent），是信号中已经漏失到绝缘板材中的能量对尚存在线中能量的比值。

由于信号传输与Dk的平方根成反比，因此降低板材的Dk可以有效提高信号传输速率，间接可以提升特性阻抗，而Df值的降低可减少信号在基材中的损失，保持较佳的信号完整性。

图2

由上图（b）介质损耗公式所示，当传输频率越高，或是当绝缘层材料的介电常数（Dk）及介电损耗（Df）值越高，介质损耗就越大。

此外，材料的介电常数也直接影响到阻抗的控制，例如当使用到介电常数大的材料时（如FR-4的Dk4.2），就需减小导体宽（W）和增加介质层厚（h）来维持阻抗的控制，过细的线路会使制程难度提高，降低良率，而介质过厚不只使层间导通孔电镀不易，成为技术开发瓶颈，也违背了产品轻薄短小的趋势。

因此，对于PCB的阻抗控制亦是高频板的管控重点，在加工和设计时一般控制的主要因素有：（1）Dk—介电常数，（2）H—介质厚度, （3）W—导线宽度，（4）t—导线厚度，（5）线路种类。

▍多层板需求与连接方式（All LCP/LCP +BS/PI+BS ）

高频段的使用越来越广泛，为了降低损耗，而增厚介质层；再者高阶手机倾向使用多合一的讯号传输板与高集成化的模组板，以提高空间利用率。这些革新皆使得连接层（纯胶）需求增大。

目前多层高频传输板有几种叠构，见图3。

（1）全液晶聚合物叠构（All LCP） ：电性最佳，但有以下三个主要问题：①涨缩控制不易；②压合需要高于290℃高温，制造多层板多次压合后材料容易脆化；③LCP 剥离强度偏低（原材料规格4.9 N）。导致制程操作难度高，成本高且多层板可靠性较差。

（2）聚酰亚胺与低损耗纯胶叠构（normal PI +low Dk BS）：其电性相对较差，但基板成本相对低，因此在产品电性需求允许范围，可考虑之选项。

（3）低损耗聚酰亚胺与低损耗纯胶叠构（low loss PI +low Dk BS）：其电性尚可，但能选用的low loss PI 并且与之可搭配的 low Dk BS材料十分有限。

（4）液晶聚合物与低损耗纯胶叠构 （LCP +low Dk BS）：其电性佳且制程容易，仅受限于LCP材料产量有限。 

▍损耗纯胶+LCP叠构方案

综观现有高频方案，LCP挠性板基材拥有电性佳的优点，但制程难度高，在一般的制程条件下涨缩控制仅能维持在1.0%~2.0%，造成产品线路及阻焊曝光对位与贴片对位困难；此外All LCP叠构的剥离力强度化4.9 N，使得多层板可靠性有限。

因此使用液晶聚酰与低损耗纯胶叠构就成为一优先选用的方案，并成为一重要课题。

目前用于高频的纯胶不如一般电性能的软板纯胶有较长的量产经验，这些纯胶材料在制程上也还有诸多问题（爆板/剥离强度化/对基材有选择性）有待克服。本文评估五款低损耗纯胶，并使用低损耗纯胶制作出手机高频传输模块之三层挠性板产品。

测试表明，RF传输的高频三层软板的低损耗纯胶+LCP叠构方案可以避免All LCP叠构的制程技术难题。

由选材评估显示，现有市售的低损耗纯胶在对不同类型的高频基板仍有局限性，因此在客户认证阶段需要谨慎评估，其中B纯胶显示优异的耐热性能，由其搭配LCP可通过320℃ 30s热冲击，并且兼具良好的工艺匹配性。