玻璃纤维布是覆铜板的核心材料之一。覆铜板(CCL)是电子工业中生产印制电路板(PCB)的核 心基材。覆铜板的基本结构由基板、铜箔、粘合剂组成。基板采用高分子合成树脂和增强材料复合而成,表面覆盖具有导电性能的铜箔。基板的增强材料包括玻璃纤维布基、纸基、复合基等。覆铜 板根据机械刚性可以分为刚性覆铜板和挠性覆铜板。刚性覆铜板根据增强材料和树脂品种可以分为 玻璃纤维布(简称玻纤布,下同)基板、纸基基板、复合基板、金属基板等。玻纤布基板(FR-4) 是印制电路板制造中用量最大、应用最广的产品。

低介电电子布是经过特殊设计的低介电常数(Dk)和低损耗因子(Df)的玻璃纤维织物。低介电电子布主要用作高性能印制电路板的增强材料,适用于高频、高速、射频、微波等电子应用。

低介电电子布可以有效改善PCB的介电性能。根据OFweek刊登的《高速PCB损耗性能的影响分析》,覆铜板基材对PCB的介电损耗特性有重要影响。因为覆铜板基材包括树脂、玻纤布、溶剂、 铜箔、填料等多种材料,所以基材的介电常数和介电损耗因子和其组成息息相关,其中玻纤布是影 响PCB介电性能的关键材料之一。该论文对比了E玻纤(E-glass,普通玻纤)和NE玻纤(NE-glass, 低介电玻纤)两种材料对PCB介电性能的影响。NE玻纤是日本日东纺织株式会社(简称日东纺, 下同)为 PCB 开发的低介电常数和低介电损耗因子的玻纤布。论文实验结果表明相较于 E 玻纤, NE玻纤可以在一定程度上降低信号损失,且传输频率越高,NE玻纤对损耗性能的改善程度越明显。

低介电电子布可以减少PCB信号层间的传输延迟和串扰,这对于保持高密度互连(HDI)和柔性电 路中信号的完整性至关重要。随着5G通信、先进计算、汽车电子、航空航天等领域越来越依赖GHz 级信号传输,行业对于能够降低电磁干扰(EMI)、保持高密度互连、保持信号完整性的材料需求 快速增长。低介电电子布凭借减少信号延迟和能量损失的优点,在未来新兴技术的应用中至关重要。 以日本日东纺披露的低介电电子布技术路径为例,该公司第一代NE-glass和第二代NER-glass面向 智能手机5G-Sub6、基站5G-Sub6、自动驾驶Quasi-millimeter wave radar、交换机 100GbE/400GbE、 服务器PCIe 5、AI 服务器56Gbps等领域,公司第三代NEZ-glass面向智能手机5G millimeter wave、 基站5G millimeter wave、自动驾驶Millimeter wave radar、交换机 800GbE/1.6TbE、服务器 PCIe 6、 AI 服务器100Gbps 等领域。日本日东纺第三代NEZ-glass 预计将于 2026 年推出,进一步降低介电 常数和介电损耗因子。

石英纤维的介电损耗因子较玻璃纤维更低,有望成为高频高速覆铜板的最佳材料之一。根据菲利华 《石英纤维的性能及应用》,石英纤维的介电常数在1MHz/10GHz下分别达到3.7和3.74,相较于 D-glass、E-glass、R/S-glass更低;石英纤维的介电损耗在1MHz/10GHz下分别达到0.0001/0.0002, 相较于D-glass、E-glass、R/S-glass更低。石英纤维凭借更低的介电损耗,有望在未来取代普通玻璃纤维或改性玻璃纤维成为高频高速覆铜板的最佳材料之一。

来源:晶格石英

石英纤维有望成为覆铜板的最佳材料之一