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射频工程师必看:基站高频高 TG PCB 设计,TG≥180℃基材匹配方案

来源:捷配 时间: 2025/11/06 10:16:00 阅读: 33

 1. 引言

 5G高频通信基站(24GHz+频段)需同时满足高温(机房温度60℃~80℃)与高频信号稳定性,普通高TG PCB(TG=150℃,介电常数εr波动±0.3)易出现εr随温度漂移,导致信号损耗增加——某运营商曾因基站PCB εr波动,10GHz频段信号损耗超40%,单站覆盖范围缩减30%。高TG PCB(TG≥180℃)因εr温度稳定性优(波动≤±0.05@10GHz),成为高频基站核心选择,需符合**3GPP TS 38.104(5G基站硬件标准)第6.2条款**对信号损耗的要求。捷配深耕高频高TG PCB领域6年,累计交付40万+片基站PCB,10GHz信号损耗≤20%,本文拆解高TG基材εr控制、高频设计及测试方案,助力通信企业解决信号失真问题。

 

2. 核心技术解析

高频基站高 TG PCB 的核心矛盾是 “高温下 εr 稳定性”,需聚焦三大指标,且符合IPC-2141(高频印制板设计标准)第 6.2 条款:一是 TG 值,高频基站需 TG≥180℃,TG 每提升 20℃,εr 温度漂移率下降 30%—— 捷配实验室测试显示,TG=160℃的基材在 80℃时,εr 漂移 ±0.15@10GHz,而 TG=200℃的基材漂移仅 ±0.04;二是介电常数(εr),10GHz 频段需 εr=4.4±0.05,εr 每波动 0.05,信号损耗增加 5%,符合GB/T 12636(高频基材测试标准)第 4.1 条款;三是损耗因子(tanδ),需 tanδ≤0.004@10GHz,tanδ 每增加 0.001,信号衰减增加 8%,按IPC-TM-650 2.5.5.1 标准测试。主流高频高 TG 基材中,罗杰斯 RO4350B(TG=280℃,εr=4.4±0.05@10GHz,tanδ=0.0037)适配 24GHz~39GHz 基站;泰康利 TLY-5(TG=220℃,εr=3.0±0.05@10GHz,tanδ=0.0025)适用于需要低损耗的毫米波基站(如 60GHz),两者均通过捷配 “高频合规认证”,εr 测试数据可追溯。

 

 

3. 实操方案

3.1 高 TG 高频 PCB 设计(操作要点 + 数据标准 + 工具 / 材料)

  1. 基材选型:根据频段匹配 εr——24GHz~39GHz 选罗杰斯 RO4350B(εr=4.4),60GHz 选泰康利 TLY-5(εr=3.0),通过捷配矢量网络分析仪(JPE-VNA-900)测试,确保 10GHz 频段 εr 波动≤±0.05,tanδ≤0.004;
  2. 阻抗与布线设计:50Ω 特性阻抗线宽按公式 Z= (60/√εr)×ln (5.98h/W) 计算(h 为层间厚度,W 为线宽),罗杰斯 RO4350B(h=0.15mm)的 50Ω 线宽设为 0.3mm±0.02mm,采用 “等长布线”(误差≤5mm),避免信号时延差,用捷配 HyperLynx 仿真工具(JPE-HL 4.0)验证阻抗;
  3. 屏蔽设计:高频信号线路两侧铺设接地铜带(宽度≥0.5mm),铜带与信号线间距≥0.3mm,屏蔽效能≥45dB@10GHz(按 GB/T 17626.3 标准),用捷配 EMC 测试设备(JPE-EMC-800)验证。

3.2 量产与测试管控(操作要点 + 数据标准 + 工具 / 材料)

  1. 压合工艺:罗杰斯 RO4350B 压合温度 200℃±5℃,压力 35kg/cm²,保温 150min;泰康利 TLY-5 压合温度 190℃±5℃,压力 32kg/cm²,保温 130min,捷配压合生产线配备真空系统(真空度≤-0.095MPa),避免气泡导致 εr 波动;
  2. εr 与损耗测试:每批次抽检 20 片,用 JPE-VNA-900 测试 10GHz 频段 εr(4.4±0.05)与 tanδ(≤0.004),不合格品立即追溯基材批次;
  3. 信号损耗测试:按 3GPP TS 38.104 标准,测试 10GHz 频段信号插入损耗≤20dB/m,用捷配信号分析仪(JPE-SA-700)全检,确保损耗达标。

 

高频通信基站高 TG PCB 设计需以 3GPP TS 38.104 为基准,核心是选对高 TG 高频基材(TG≥180℃,εr 稳定)、优化阻抗与屏蔽结构,量产端强化 εr 与信号损耗测试。捷配可提供 “高频高 TG PCB 专属服务”:基材 εr 全项测试、HyperLynx 仿真、3GPP 标准验证,确保信号稳定性。

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