5G高频化倒逼PCB材料革命 —— 低Dk/Df成核心门槛

    5G 最直观的技术特征是高频化，而高频信号对 PCB 最核心的要求，就是低介电常数（Dk）与低损耗角正切（Df）。可以说，5G 推动的 PCB 产业升级，本质上是一场材料革命。传统 FR-4 材料在高频下的高损耗、高色散、高吸湿缺陷，已无法满足 5G 信号传输要求，新一代高频高速材料成为进入 5G 供应链的 “入场券”。

 

高频信号在传输中面临两大核心损耗：介质损耗与导体损耗。介质损耗由材料 Df 决定，与频率、Dk、Df 成正比，频率越高，介质损耗占比越大。10GHz 以上频段，介质损耗成为信号衰减的主要来源，Df 从 0.02 降至 0.002，损耗可降低 90%。Dk 则直接影响阻抗稳定性与信号延时，Dk 波动 0.1，阻抗偏差超 5%，导致信号反射、串扰、眼图闭合。5G 对 PCB 材料的硬性指标：Sub-6GHz 频段要求 Dk=3.0–3.5、Df＜0.005；毫米波频段要求 Dk=2.2–3.0、Df＜0.002，且在宽温、宽频、高湿环境下保持稳定。

 

传统 FR-4（Dk≈4.2–4.8，Df≈0.02）在 1GHz 以上性能快速劣化，只能用于低速普通设备，无法进入 5G 主流供应链。5G PCB 材料形成三大主流体系，覆盖不同场景：

 

除 Dk/Df 外，5G 材料还需满足低吸水率、低热膨胀系数、高导热、高 Tg、高耐热等要求。吸水率需＜0.05%，避免水分导致 Dk/Df 漂移；Z 轴 CTE 需控制，防止过孔开裂；导热系数＞0.5 W/m?K，应对高功率发热；高 Tg 与高耐热适配复杂焊接与高温工作环境。材料不再是单一电气性能载体，而是多性能协同的系统解决方案。

 

材料升级直接带动制造工艺变革。高频材料对线路精度、阻抗控制、铜箔粗糙度、压合工艺提出更高要求，需搭配 HVLP 超低轮廓铜箔降低导体损耗，采用精细线路（线宽 / 线距≤50μm）提升密度，通过混压技术兼顾性能与成本。同时，材料国产化成为行业焦点，国内企业在改性环氧、碳氢、PTFE 材料上持续突破，打破海外寡头垄断，降低 5G 产业链成本，提升供应链安全。

 

    5G 高频化彻底重构 PCB 材料体系，低 Dk/Df成为核心技术门槛。材料能力决定 PCB 企业的天花板，掌握高频高速材料，就掌握了 5G PCB 的核心竞争力。未来，随着 5.5G 与 6G 推进，材料将向更低损耗、更高稳定、更高导热方向演进，材料革命仍将持续主导 PCB 行业升级。