FR-4层叠设计优化电气性能，高频高压场景有哪些技巧？
来源：捷配
时间: 2026/01/07 09:57:46
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Q：基于FR-4(CTI600)的PCB层叠设计，如何通过结构优化强化电气性能？在高频高压复合场景（如500MHz+1kV）中，有哪些专属设计技巧？
A：FR-4(CTI600)的层叠设计直接影响绝缘可靠性、阻抗稳定性和抗干扰能力，核心优化逻辑是“分区隔离、参考完整、介质适配”，高频高压复合场景需额外平衡低损耗与高绝缘需求，通过层叠结构规避信号与高压的相互干扰。
基础层叠优化需遵循三大原则：其一，绝缘隔离原则，高压电路与低压/信号电路需分层布局，中间设置独立接地层或绝缘层（采用FR-4(CTI600)基材，厚度≥0.5mm），形成物理隔离，避免高压噪声耦合到信号层；其二，参考平面完整原则，高频信号层需紧贴接地层，FR-4(CTI600)的介质厚度控制在0.2-0.4mm，保证阻抗连续性（如50Ω微带线，线宽与介质厚度比约1:1）；其三，对称设计原则，层叠结构需镜像对称（如“信号层-接地层-电源层-接地层-信号层”），减少热应力导致的介质变形，避免介电性能波动。
高频高压复合场景的专属技巧，首先是分区基材搭配，FR-4(CTI600)虽能满足基础高频需求，但500MHz以上信号衰减较明显，可采用“局部低损耗基材+整体FR-4(CTI600)”的混合层叠，高频信号通道使用Rogers RO4350B（低Df），高压区域仍用FR-4(CTI600)，兼顾低损耗与高绝缘。其次是接地层优化，设置双接地层（高压接地层与信号接地层），两者间距≥0.3mm，通过单点接地连接，避免高压接地噪声污染信号接地平面。
另外，层叠中的散热优化也能间接提升电气性能。高频高压电路功率密度高，温度升高会导致FR-4(CTI600)的Df增大、击穿电压下降，层叠设计时需在发热器件下方布局导热铜箔（厚度≥2oz），并设置散热过孔阵列（孔径≥12mil，间距≤5mm），将热量传导至外层，维持介质温度在100℃以下，保证电气性能稳定。
层叠完成后，需通过仿真验证优化效果：采用三维电磁场仿真工具，验证高压区域的电场分布（无局部集中），高频信号的插入损耗（1GHz下≤0.8dB/inch）和回波损耗（≤-15dB），确保层叠结构满足高频高压双重需求。
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