低损耗 PCB（低损耗印刷电路板）是专门为减少由于 PCB 的电气、热和机械特性而引起的衰减和损耗而设计的电路板。这些 PCB 可用于电信、医疗、航空航天、汽车等高速应用， 射频和微波、国防和手持设备应用。低损耗 PCB 通常具有非常高的物理耐久性，因此可靠性可以维持更长时间。

低损耗 PCB 通常非常昂贵，那么为什么要使用它们而不是普通 PCB 板呢？高速信号使用高频信号，维护此类信号的信号完整性非常重要。因此，我们使用各种材料和技术来确保保持信号完整性。信号（尤其是模拟信号）的衰减和丢失可能会导致信号中的数据丢失或高频信号的数据误解。这种情况在任何数据传输中都是不受欢迎的，因此需要将信号损失和衰减降至最低。低损耗 PCB 旨在最大限度地减少信号损失和传输衰减。

低损耗 PCB 中基板或芯线材料的选择至关重要。低损耗印刷电路板的芯线应具有：

低而稳定的介电常数 (Dk)– 介电常数是衡量材料在电场中存储电能的能力的指标。它会影响信号传播延迟和 PCB 上走线的阻抗。在整个 PCB 板上选择介电常数低且均匀的材料（在更宽的温度范围内）可确保阻抗恒定和传播延迟低，从而减少走线信号失真。

低损耗因数(Df)– 也称为损耗角正切或介电损耗，是将交变电场施加到介电材料时以热量形式损失的能量的量度。换句话说，材料吸收部分信号能量并将其以热量形式耗散。当高频或高速信号通过 PCB 上的走线时，保持较低的耗散因数可减少衰减并减少 PCB 核心产生的热量。

低热膨胀系数 (CTE)– 热膨胀系数是指材料随温度升高而膨胀的速率。保持较低的热膨胀系数可在温度突然变化的情况下保持 PCB 主体的机械完整性。

高导热性- 高导热性使材料能够有效散热。高导热性确保如果 PCB 的某个部分产生热量，则产生的热量会均匀地消散在主体上，从而防止过热并保持可靠性。

具有上述所有特性的材料的一些示例包括：Rogers RO4003C 和 4350B、Isola Astra MT77 和 100G、Panasonic Megatron 6 和 Megatron 7 以及 ITEQ IT998 和 IT968。Rogers、Isola、Panasonic 和 ITEQ 是一些最知名的电路板材料制造商。

阻抗控制是影响信号完整性的最大因素。阻抗是由于 PCB 板上的电抗和电阻的综合作用而对交流电的阻碍。阻抗必须在高频/高速信号的整个路径上保持一致。有两种类型的阻抗控制走线：–

单端阻抗控制: 单端阻抗控制保持单个独立走线的阻抗。此类受控阻抗主要见于 RF 和微波设计中的天线电路。

差分阻抗控制: 差分阻抗控制，是维持差分对正负轨道的净阻抗。这种类型的受控阻抗主要出现在以太网和 HDMI 等高速数据传输中。

某些协议具有自己定义的阻抗和容差。为了获得最佳信号完整性，必须严格遵循所用协议的阻抗曲线。例如，以太网使用 100 欧姆差分阻抗，USB 3.X 使用 90 欧姆差分阻抗，GPS 天线电路使用 50 欧姆单端阻抗。

无法保持受控阻抗会导致信号反射增加、误码率增加和信号衰减增加，从而损害信号完整性，从而违背低损耗 PCB 的整个目的。为了获得更好的信号完整性，最好保持更严格的阻抗控制精度。

低损耗 PCB 必须具有足够数量的铜（按重量计算的铜）。必须有足够数量的铜才能传导电流，而不会加热铜，也不会使高频信号的导电性最大化。

其他因素包括在低损耗 PCB 上绘制线迹所使用的技术，如避免长线迹、长度匹配、避免直角弯曲、避免信号线迹分支等。如果 PCB 上的线迹绘制不正确，即使是最理想的材料和最完美的阻抗控制也无助于低损耗 PCB。

提高信号完整性：- 低损耗 PCB 具有出色的信号完整性，因为它们的衰减最小，使其成为信号传输应用的理想选择。信号损耗的减少也增加了信号可用的距离。

提高电源效率：- 低损耗 PCB 的衰减和介电损耗因子较小，因此能量损失最小。对于设计用于连续数据传输和接收的 PCB，它可以节省大量能量。

更好的热管理： – 如前所述，低损耗 PCB 通常具有出色的导热性，从而确保热量均匀分布在 PCB 上。它有助于防止过热并延长 PCB 上组件的使用寿命。保持热管理还可以提高组件的性能。

高频/高速信号性能更佳：- 低损耗 PCB 主要用于高频应用，高信号完整性和受控阻抗是高频应用的最低要求。

改进的 EMI（电磁干扰）屏蔽：- 低损耗 PCB 采用特殊材料，可降低 PCB 的 EMI，从而使 PCB 更适合于嘈杂和 EMI 侵扰的环境。

改进的 EMI 屏蔽：– 低损耗 PCB 以其使用寿命长和可靠性而闻名。这些 PCB 产生的热量较少，并且几乎不受环境腐蚀的影响。与一般 PCB 相比，它们的使用寿命更长，可靠性更高。

电信：- 电信通过射频和有线系统实现了越来越高的通信速度。从移动塔到智能手机，所有高速通信都需要低损耗 PCB（低损耗印刷电路板）来处理如此高的频率。5G 和 100 千兆以太网等技术在传输过程中需要超低损耗 PCB。

数据中心： – 数据中心需要高速网络设备，如服务器和网络交换机。数据中心使用的网络交换机每端口最低速度为 10 Gigabit/s。任何信号丢失、抖动或衰减在数据中心都是非常昂贵的，因此数据中心的大多数网络设备都使用最高等级的低损耗 PCB。

医疗器械：- 医疗设备需要来自 CT 扫描仪或 MRI 机器等成像设备的非常高精度信号。图像虽然并不总是包含大量数据，但它们在传播和传输过程中需要极高的精度。某些机器（如 MRI）在运行时会产生非常高的 EMI，因此 EMI 保护和信号完整性不能受到影响，因此使用更昂贵的低损耗 PCB。

航空航天和雷达：– 航空电子设备需要以最高效率工作，同时产生最少的热量。雷达天线的灵敏度比以往任何时候都高，为了支持高灵敏度，需要非常高精度的阻抗控制 PCB 来保持高精度数据。

消费类电子产品： – 智能手表和智能手机等设备处理的数据量比以往任何时候都大。即使处理来自 5G 等高速网络的数据也需要低损耗 PCB。此类 PCB 的散热量也较低，这对于手持设备而言是一个关键因素。

虽然低损耗 PCB 价格昂贵，但低损耗印刷电路板对于各种应用都是必不可少的。必须对要求有非常清晰的认识，才能获得价格合理的低损耗 PCB。

选择合适的材料：– 在选择材料时，成本与性能的两难选择非常常见 高速PCB。大体上，市场上的材料可分为通用材料、低损耗材料、极低损耗材料和超低损耗材料，按时间顺序排列，价格更高。许多供应商在被问及时都会提供支持和建议，帮助选择材料。

选择合适的表面处理：- 低损耗 PCB 还需要更昂贵的 PCB 功能，如表面处理、更严格的阻抗控制、PCB 中更多的铜、更多的测试和质量控制以及使用先进的制造技术，这些也必须计入低损耗 PCB 的成本中。

省略不必要的功能和技术：-在 PCB 中添加更多复杂功能或技术将相应提高低损耗 PCB 的价格。建议使用更多高质量和复杂功能以获得更好的阻抗和可靠性，但不要在 PCB 生产中过度设计不必要的功能或技术，这可能会大大增加成本。