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Leiterplattenmaterialien mit geringen Verlusten wurden entwickelt, um die dielektrische Dämpfung zu reduzieren und die Signalintegrität in digitalen Hochgeschwindigkeits- und HF-Anwendungen zu verbessern. Im Vergleich zu Standard-FR4 bieten diese Laminate niedrigere Verlustfaktoren, stabilere dielektrische Eigenschaften und eine bessere Leistung bei hohen Frequenzen. Sie finden breite Anwendung in Netzwerkgeräten, KI-Servern, Rechenzentren, Telekommunikationsinfrastruktur und fortschrittlichen Rechenplattformen.

Die Dielektrizitätskonstante (Dk) und der Verlustfaktor (Df) sind zwei der wichtigsten Parameter bei der Auswahl von Leiterplattenmaterialien. Sie beeinflussen die Signalgeschwindigkeit, die Impedanzsteuerung, die Einfügungsdämpfung und die Gesamtleistung der Schaltung. Das Verständnis dafür, wie sich Dk und Df bei FR4, Laminaten mit hoher Glasübergangstemperatur (TG), Rogers-Materialien, PTFE und anderen verlustarmen Systemen unterscheiden, hilft Ingenieuren bei der Auswahl des richtigen Materials für Hochgeschwindigkeits-, HF- und Datenkommunikationsanwendungen.

Kern- und Prepreg-Materialien sind die Bausteine mehrschichtiger Leiterplatten. Kernmaterialien sorgen für strukturelle Stabilität und elektrische Isolierung, während Prepregs die Schichten beim Laminieren miteinander verbinden. Ihre Dicke, ihre dielektrischen Eigenschaften und ihre Harzeigenschaften wirken sich direkt auf die Impedanzsteuerung, die Zuverlässigkeit der Leiterplatte, die Fertigungsausbeute und die Gesamtleistung der Leiterplatte aus.

Leiterplattenlaminate bestimmen die elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften einer Leiterplatte. In diesem Artikel werden die Unterschiede zwischen FR4-, Hoch-TG-, verlustarmen, PTFE-, Polyimid- und Keramik-Laminaten sowie deren typische Anwendungsbereiche in der modernen Leiterplattenfertigung erläutert.

FR4 ist dank seiner ausgewogenen Kombination aus elektrischer Leistungsfähigkeit, mechanischer Festigkeit und Kosten das am häufigsten verwendete Leiterplattensubstrat. In diesem Artikel werden die Eigenschaften von FR4, Materialien mit hoher Glasübergangstemperatur (TG) sowie die wichtigsten Laminatlieferanten erläutert und es wird dargelegt, in welchen Bereichen FR4 nach wie vor die bevorzugte Wahl in der modernen Leiterplattenfertigung ist.

FR4 mit hohem TG wurde für Leiterplattenanwendungen entwickelt, die eine verbesserte thermische Stabilität und Zuverlässigkeit erfordern. Es verringert das Verziehen, verbessert die Leistung der Durchkontaktierungen und wird häufig in der Automobilindustrie, der Leistungselektronik und in Serversystemen eingesetzt. Für HF- und Hochgeschwindigkeits-Designs sind jedoch nach wie vor verlustarme Materialien erforderlich.