PCB从基本模型到实际加工的实现形式，需要注意最终加工的设计PCB设计指标预期的设计指标。

• Dielectric constant 介电常数
• Dielectric loss 介电损耗
• TCDk 介电常数的热变化率
• Moisture absorption 吸湿性
• Thermal conductivity 导热系数
• CTE 热膨胀系数
• Peel strength 剥离强度
• Copper roughness 铜皮粗糙度

介电常数：
Dielectric Constant (Relative Permittivity, ???, Dk……)

对于一款PCB其资料手册通常分为过程Dk（Process Dk）和设计Dk（Design Dk）两个参数。

• 过程Dk：原材料定的行业标准试验方法获得的原材料试验Dk值(按IPC-TM-250 2.5.5.5c夹紧带状线试验)
• 设计Dk：建议电路设计和建模Dk值。Dk通过电路测试，采用微带差分相位长度法获得值。

高Dk值的材料会使电磁波变慢

除了高Dk粗糙的铜箔表面也会减慢波的传播速度


使用相同的基材，但使用不同的铜类型和不同的铜表面粗糙度。测试的相对介电常数如下图所示：

可见铜表面粗糙(RMS高)电路有效率高Dk值。

PCB插入损耗是许多应用的重要调查指标。

${\alpha }_T={\alpha }_C{\alpha }_D+{\alpha }_R+{\alpha }_L$

其中，
${\alpha }_T$ 表示插入损耗或整体（Total）损耗
${\alpha }_C$ 表示导体（Conductor）损耗
${\alpha }_D$ 表示介质（Dielectric）损耗
${\alpha }_R$ 表示辐射（Radiation）损耗
${\alpha }_L$ 表示泄露（Leakage）损耗

了解插入损耗的哪一部分占主导地位，对理解插入损耗的变化非常有帮助。

测试三组电路如下图，使用相同的材料，但厚度不同。
薄电路主要由导体损耗(通常是铜粗糙度)决定。
厚电路主要是介质损耗(主要与Df有关)决定。

${\alpha }_{cond,rough}={\alpha }_{cond,smooth}\ast K_{SR}$

$K_{SR}=1+\frac{2}{\pi }arctan(1.4[\frac{R_q}{\delta }{]}^2)$

对于确定的铜箔，已知 $R_q$ ,则有：
频率增加，趋肤深度减小；$K_{SR}$ 增加，${\alpha }_{cond,rough}$ 增加。

因此，趋肤深度对于高频信号是一个重要的导体损耗的组成成分。当趋肤深度与表面粗糙度接近或小于表面粗糙度时，表面粗糙度会显著增加导体损耗，改变导体的传播常数。

任意层压板的Dk值都会随温度的变化而变化，一般的经验法则是，TCDk为|50| ppm/°C或更少被认为是好的。RO3003™层压板的TCDk为-3 ppm/℃

Moisture absorption有时也是非常重要的。
下图显示了仅3天的85/85测试造成的插入损耗及设计Dk值差异：

许多层压板都有玻璃编织（Glass weave）织物来加固基材的机械性能，其所使用的玻璃束的Dk值一般在6左右，而在束间开放区域层合板的Dk要低得多，一般在2.1 ~ 3左右，这取决于树脂体系。因此玻璃编织效应会对高频电路的电性能产生负面影响。


考虑到在较高频率下信号具有非常小的波长，由于玻璃编织图案的对齐，同一电路上的导体可能具有不同的相位响应。

• 通常，低频应用将使用较厚的基片以获得更宽的导体宽度，这有助于增加导体中的电流和改善电路的热管理。
• 更高频率的应用将使用更薄的基板。在毫米波频率下，通常需要更薄的衬底来避免不必要的共振、杂散模式和过度的辐射。

毫米波频率应用的辐射损失将会是一个重要的问题。
信号导体和地平面之间可以产生共振：

共振也可以在信号导体的相对边缘之间产生：

• 当W为1/2或1/4波长时，会产生共振，并且共振会产生自己的电磁波。
• 共振产生的电磁波将会是一个杂散波，它会干扰预期的准TEM波；一个好的设计限制是没有任何特征尺寸＞1/8波长。

因此，厚度可能是一个问题，但通常导体宽度更重要。
例如使用0.0166’‘厚度的RO4350B™基板，当导体宽度为0.036’'（50Ω微带线宽）时：

• 对应46.5GHz的1/4波长为0.036’’
• 对应23.8GHz的1/8波长为0.036’’

当传输线全部处在空气或者真空中时，$V_{\phi }=c=3\times 10^{8}m/s$；

当传输线全部处相对介电常数为${\epsilon }_r$的介质中时，则$V_{\phi }=\frac{c}{\sqrt{{\epsilon }_r}}$；

微带线的部分电场在介质中，部分在空气中，空气和介质对其相速都有影响，其影响相对大小，由电场在这两部分占据范围的相对大小以及介质和导体边界的形状与尺寸所决定，但可以肯定，其相速一定在 $c$ 和 $\frac{c}{\sqrt{{\epsilon }_r}}$ 范围之间。因此，我们引入有效介电常数 ${\epsilon }_e$ 这一参量来表示此种影响，则有：

$V_{\phi }=\frac{c}{\sqrt{{\epsilon }_e}}$

对于 ${\epsilon }_e$ 的值有许多近似公式，多是 $W/h$ 的值来划分。此处只给出一种近似公式：

${\epsilon }_e=\frac{1+{\epsilon }_r}{2}+\frac{{\epsilon }_r-1}{2}(1+\frac{10h}{W}{)}^{-0.5}$

测试结果表明，1/8波长后的插入损耗曲线有越来越多的噪声。

表面粗糙度较大的铜导体损耗较大。使用相同的材料，但使用不同的厚度和不同的铜类型，薄电路比厚电路更容易受到导体损耗差异的影响。
压延铜的粗糙度为~ 0.35微米均方根；这种特殊的ED铜的粗糙度约为2.0微米均方根。

在最终电路生产中，铜层的电镀处理也会影响导体损耗，尤其是在高频率的情况下。不幸的是，许多用于pcb表面处理的金属的导电性不如铜，添加这些表面处理会导致导体损耗的增加。

例如，尽管镍的导电性不如铜，化学浸镍金(electroless nickel immersion gold，ENIG) 表面处理也通常用于pcb工艺，而且使用ENIG表面处理不可避免地会导致导体损耗的增加。典型的ENIG导线堆叠会从电路的基本铜开始，然后是防止铜氧化物迁移的屏障层，也就是镍层，最后在镍层的上面是金层。就厚度而言，ENIG是一种自我限制工艺，通常会产生0.2 μm左右的金层厚度，而镍层的厚度为5.0 μm。对于毫米波频率的趋肤深度，将使用镍和一些金。但在更高的毫米波频率下，将使用到更多的金层。但是金的导电性仍然不如铜，所以使用这种表面处理将导致导体损耗的恶化。下图显示了在相同材料上制作的电路的插入损耗曲线，将裸铜电路的插入损耗与使用ENIG表面处理的电路的插入损耗进行比较。

与裸铜材料相比，ENIG表面处理的材料有明显的高损耗趋势。但在较低频率下，损耗特性略有不同。这很大程度上是因为镍太厚了，而电流密度由于趋肤深度的关系，在较低的频率下，镍比铜或金使用的更多。在20GHz左右，趋肤深度导致金层被使用更多。随着频率的增加，更多的金层被使用，ENIG材料的插入损耗曲线开始平行于裸铜材料。

纯银比纯铜的导电性更好，但用于将银添加到PCB表面的浸银工艺实际上使用的是银合金，而不是纯银。它接近纯银，所以银合金的导电性非常好，接近铜。浸银工艺具有自限性，因此银添加在薄涂层中，厚度通常在0.2 μm范围内。但是，银会随着时间的推移而氧化，而金则不会氧化。尽管银的氧化会改变其外观，但它显然不会显著影响PCB成品的插入损耗性能。对使用超过2.5年的氧化银电路的研究显示，插入损耗没有显著差异。

目前大部分60GHz以上的毫米波产品的表面处理都是以沉银和OSP为主，毫米波频段就基本不用ENIG（或沉金）了。OSP是印刷电路板(PCB)铜箔表面处理的符合RoHS指令要求的一种工艺。 OSP是Organic Solderability Preservatives的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。 简单地说，OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜。这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫化等）；但在后续的焊接高温中，此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使露出的干净铜表面得以在极短的时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。相比于沉金使用化学沉积的方式，镀金使用电流电镀的方式，但镀金价格昂贵，性能也比沉金更好。现在还存在镍钯金的工艺，镍钯金是多了钯层，增加了焊盘的支撑，其镍层相对化学镍金要薄一些， 但这两种都有镍层，其对插入损耗都有明显的影响。

导电率从小到大：锡＜铁＜铝＜金＜铜＜银。导电最强的是银。但一般不会直接使用裸铜，因为直接裸铜不做任何保护的话，在后续使用中裸铜会氧化也会被腐蚀，从而影响性能和可靠性。

微波PCB（PRINTED-CIRCUIT-BOARD）传输线技术是相当知名的，包括微带、带状线和共面波导(CPW)技术等。然而，由于尺寸和体积的限制，高频电路设计人员越来越多地使用多层pcb，这是由多个覆铜基片和结合层形成的。成功地实现多层pcb需要一些关于这些电路是如何制造的知识，以及了解多层pcb电路相比单层电路设计的特殊要求。

为了更好地理解微波多层电路的制作过程，可以使用带状线传输线作为示例电路。带状线通常用于微波频率的无源和有源电路设计。它包括两个外层金属层作为接地面和一个单一的内层作为信号或导电层。金属层由介电基板材料隔开。为pcb的层命名惯例是基于导电层的数量，并且在具有一个信号层或导电层的带状线电路中，当包括两个接地层时，在技术上有三个导电层。在这个简单的例子中，带状线电路是用一种叫做 预浸料(prepreg，PP) 的粘合材料制成的，这种材料围绕在包含信号层的覆铜层板周围。预浸料层本质上是未固化的介电基板，用于将覆铜层与另一原始铜箔层结合，形成带状线电路的三个铜平面——两个接地平面和一个信号平面。

在这种PCB结构中，预浸料就像胶水层一样，将多层粘合在一起。为了形成牢固的粘结，预浸料必须经过层压或固化过程，在此过程中，待粘结层在压力和高温下保持；预浸料的类型及其材料性能将决定固化时间和固化温度。在固化周期的早期阶段，预浸料将呈现凝胶状态，并将“流动”在其他待粘合层的特征周围。预浸料的流动使材料能够填充铜电路之间的空间和口袋区域以及层压基板表面的任何不规则区域，确保预浸料的介电材料填补了任何空穴，并创建了一个更可预测的电气结构，没有空气间隙(显示出不同的介电常数)。

上图显示了带状线PCB制造过程的各个阶段的框图。该过程从覆铜层开始，在其上选择性的蚀刻其铜层之一以形成电路的信号层；另一层铜层将形成带状线电路的地平面之一。然后将预浸料层添加到层压板上，并在其顶部添加铜箔层以形成第二条带接地平面。然后对这些多层材料进行层压处理，在此过程中预浸料在压力和温度下固化成形。

常见的PCB传输线形式为以下四种：

• Microstrip 微带线