在当今科技飞速发展的时代,AI 服务器对高速互联的需求日益增长,从现有的 224Gbps 到下一代的 448Gbps,这种高速互联的需求如同强劲的动力,推动着 PCB 系列基材持续迭代升级。在这个过程中,PCB 材料 M 系列的等级不断提高,与之配套的树脂、玻纤、铜箔等方案的研发和量产节奏也越来越紧迫。
从市场发展的趋势来看,在短期内,M8 材料已经成为服务器 PCB 出货的主力。而从中长期的角度而言,随着 AI 高端算力需求的持续增长和渗透,M9 材料将迎来更广阔的应用前景。与此同时,其上游的碳氢树脂、石英 Q 布、HVLP 高端铜箔等材料也迎来了国产化的机遇窗口,市场竞争将愈发激烈。尽管目前日系材料厂商在高端市场仍然占据着先发优势,但是国内的一些头部厂商也在加速布局 M8/M9 等效材料的研发和生产,甚至已经开展了 M10 等效材料的预研工作。这意味着,PCB 材料行业在技术、产能和检测能力这三个方面的竞争已经全面打响。
除了 PCB 的制作工艺之外,PCB 材料的电特性指标,尤其是 Dk(介电常数)/Df(损耗因子)指标,是制约 PCB 良率的重要因素之一。在高速板材中,信号损耗、阻抗波动以及信号完整性缺陷等问题,其根源大多在于树脂、石英布、铜箔等单项原材料的参数发生偏移,从而导致覆铜板或 PP(半固化片)的电特性质量下降,终降低了高端 PCB 板的量产良率。
在高端材料测试方面,存在着诸多难点,不同的材料有不同的测试痛点,测试方案的选择也至关重要。以 M9 材料测试为例,M9 属于极低损耗介质,它由碳氢树脂、石英 Q 布加填充辅料三种材料组成,这些材料的参数相互干扰。因此,除了对成品板材进行检测之外,在研发环节还需要单独测试纯树脂本体与裸玻纤 / 石英布的电特性指标。
纯树脂样本 Dk/Df 研发测试
痛点:纯树脂样本在测试时存在诸多问题。固化薄片的厚度难以控制,且容易发生形变;由于没有玻纤支撑结构,在测试过程中容易引入空气间隙;复合板的数据是混合值,无法直接提取树脂的本征损耗;同时,低频平行板与高频谐振腔测试得到的数据也存在偏差。
测试方法:主要利用 SCR 空腔谐振测试超薄无填料纯树脂固化薄片,通过多梯度厚度样品拟合的方式,消除厚度误差。
参考标准:遵循 IEC 61189 - 2 - 721 和 IPC - TM - 650 2.5.5.13 等相关标准。

裸玻纤 / Q 布 Dk/Df 研发测试
测试难点:玻纤 / Q 布的编织结构中存在大量空气,若直接进行测量,数据会失真;而且单层布的厚度太薄,信号穿透不足;同时,无法直接使用量产的 SPDR/BCDR 夹具进行测试。
研发测试方法:采用多层玻纤堆叠的方式,层间用 PTFE 薄膜隔离以消除气隙干扰,搭配 Kesight PNA + SCR 谐振腔进行测试。
参考标准:参照 IPC - TM - 650 2.5.5.13 和 IEC 61189 - 2 - 721 等标准。

M9 复合板材通用测试痛点
测试标准不统一:不同地区和厂商采用的测试方法存在差异。日系原厂统一采用 BCDR 法,国内量产产线多用 SPDR,裸玻纤 / 石英研发依靠 SCR,不同方法得到的测试结果存在偏差,这使得跨厂商对标难度较大。
样品容错率低:M9 基材的厚度区间较窄,谐振腔对测试样品的平整度和厚度均匀度要求非常严苛,轻微的制样偏差就会放大 Df 损耗误差。
为了解决上述 M9 Dk/Df 测试难题,是德科技推出了全套的测试落地方案。该方案以 ENA/PNA 系列矢量网络分析仪为硬件,依托完备的全品类材料测试夹具矩阵,并搭配专属的材料分析软件,形成了 “VNA 主机 + 标准化谐振夹具 + 一体化测试软件” 的闭环整体方案,能够完整覆盖量产质检、树脂 / 玻纤原材料配方研发等全场景。
来料检测 QA 方案
采用 VNA + SPDR 标准谐振夹具,这种方案的制样门槛低,并且支持自动化批量检测。软件可以自动运算 Dk/Df,并快速输出符合 IPC 标准的测试结果,非常适合各种高端复合板材的批量日常抽检工作。
高端对标研发方案
使用 VNA + 毫米波 BCDR 精密夹具,该夹具能够覆盖 10 ~ 110GHz 的宽频范围,完全匹配一些日本厂商 M9 原厂的测试规范,测试得到的数据可以直接对标原厂 TDS 指标,为高端研发提供了有力的支持。
原材料配方表征方案
通过 VNA + SCR 空腔谐振夹具,同步支持超薄纯树脂薄片、PTFE 分层堆叠石英 / 玻纤布两类基材的测试以及对应的 CCL 测试。夹具、网络分析仪与配套软件 N1500A 能够深度联动,完成不同配方基材组成的覆铜板材料在不同频段下的 Dk 和 Df 测试。