

當前M9材料已經成為高端AI算力PCB材料的主攻方向,某些頭部廠家已經小規模試產送樣,但國內外所有材料廠家都還沒有在官網上公布M9材料及其電特性指標。
對于M9材料,由于樹脂、石英布與超低輪廓銅箔的電特性參數相互影響,空氣間隙、樣品厚度和測試方法等因素都可能造成Dk/Df測量偏差。與此同時,SPDR、SCR、BCDR等不同測試方法,在量產檢測、原廠對標和材料研發中的適用場景也并不相同。


算力浪潮催動
高端PCB材料加速迭代
AI服務器224Gbps、下一代448Gbps高速互聯需求,推動PCB系列基材持續迭代,PCB材料M系列等級越來越高,樹脂、玻纖、銅箔配套方案研發與量產節奏越來越緊。
從市場趨勢來看,短期M8已經成為服務器PCB出貨主力;中長期M9隨AI高端算力需求持續滲透,上游碳氫樹脂、石英Q布、HVLP高端銅箔迎來國產化窗口期,競爭將更加激烈。雖然日系材料廠商目前仍然占據高端市場先發優勢,但是一些國內頭部廠商加速布局M8/M9等效材料,甚至開展M10等效材料預研,行業技術、產能、檢測能力三重競爭全面打響。
除了PCB的制作工藝之外,PCB材料的電特性指標,尤其是Dk/Df指標是制約PCB良率的重要因素之一。因為高速板材信號損耗、阻抗波動、信號完整性缺陷,根源大多來自樹脂、石英布、銅箔單項原材料參數偏移,從而導致覆銅板或PP電特性質量下降,降低了高端PCB板量產良率。


高端材料測試多重難點,
測試方案如何選擇?
以M9材料測試為例,M9屬于極低損耗介質,碳氫樹脂、石英Q布加填充輔料三種材料參數互相干擾,除成品板材檢測外,研發環節還需單獨測試純樹脂本體與裸玻纖/石英布的電特性指標:

純樹脂樣本Dk/Df研發測試
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核心痛點在于固化薄片厚度難控、易形變;無玻纖支撐結構易引入空氣間隙;復合板數據為混合值,無法直接提取樹脂本征損耗;低頻平行板與高頻諧振腔數據存在偏差。
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測試方法主要是利用SCR空腔諧振測試超薄無填料純樹脂固化薄片,多梯度厚度樣品擬合,消除厚度誤差。
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參考標準:IEC 61189-2-721,IPC-TM-650 2.5.5.13

裸玻纖/Q布Dk/Df研發測試
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玻纖/Q布編織結構存在大量空氣,直接測量數據失真;單層布厚度太薄信號穿透不足;無法直接使用量產SPDR/BCDR夾具。
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研發測試方法:多層玻纖堆疊,層間用PTFE薄膜隔離消除氣隙干擾,搭配Kesight PNA+SCR諧振腔測試
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參考標準:IPC-TM-650 2.5.5.13、IEC 61189-2-721
了解更詳細的三種諧振腔的技術細節,
請下載三類諧振腔技術介紹:


M9復合板材通用測試痛點
測試標準不統一:日系原廠統一采用BCDR法,國內量產產線多用SPDR,裸玻纖/石英研發依靠SCR,不同方法測試結果存在偏差,跨廠商對標難度大。

來源:國內某頭部PCB材料廠商官網-M8材料電特性及測試方法

來源:某日本知名PCB材料廠商官網M8材料電特性及測試方法
樣品容錯率低:M9基材厚度區間窄,諧振腔對測試樣品平整度、厚度均勻度要求嚴苛,輕微的制樣偏差就會放大Df損耗誤差。


是德科技全套
M9 Dk/Df測試落地方案
是德科技整套解決方案以ENA/PNA系列矢量網絡分析儀為硬件核心,依托全品類完備的材料測試夾具矩陣,搭配專屬材料分析軟件,形成“VNA主機+標準化諧振夾具+一體化測試軟件”閉環整體方案,完整覆蓋量產質檢、樹脂/玻纖原材料配方研發全場景:

Keysight PCB材料測試方案支持6種主流的測試方法
3.1 來料檢測QA方案
VNA+SPDR標準諧振夾具,制樣門檻低、支持自動化批量檢測,軟件自動運算Dk/Df,快速輸出符IPC標準測試結果,適配各種高端復合板材批量日常抽檢。
3.2 高端對標研發方案
VNA+毫米波BCDR精密夾具,覆蓋10~110GHz寬頻,完全匹配一些日本廠商M9原廠測試規范,測試數據可直接對標原廠TDS指標。
3.3 原材料配方表征方案
VNA+SCR空腔諧振夾具,同步支持超薄純樹脂薄片、PTFE分層堆疊石英/玻纖布兩類基材測試和對應的CCL測試;夾具、網絡分析儀與配套軟件N1500A深度聯動,完成在不同配方基材組成的覆銅板材料在不同頻段下的Dk和Df測試測試。
3.4 軟硬件一體化核心優勢
是德科技與技術合作伙伴一起,全套標準化諧振夾具,SPDR/BCDR/SCR全品類覆蓋,無需第三方配套,長期測試一致性與兼容性更有保障;專用材料測試軟件內置多維度誤差補償模型,自動完成樣品厚度、空氣間隙、溫度漂移修正,解決M9超低損耗材料數據漂移難題,同時兼容ASTM、國內T/CSTM團體標準,自動生成可直接用于研發備案、板材認證的標準化結果。

Keysight完備的PCB材料夾具體系支持
液體、固體、粉末和薄膜等各種形態材料
了解更詳細的N1500A材料測試套件,
請下載文檔:

3.5 配套延伸:
高頻銅箔電導率一體化測試能力
M9標配HVLP4超光滑銅箔,因為是導體,不需要測試Dk/Df參數,但是由于高頻下的趨膚效應特性,需要測試高頻下的導體損耗。28GHz以上信號趨膚深度僅0.2~0.3μm,電流僅集中在銅箔極薄表層,直流四探針只能檢測整體體電阻率,完全無法反映表層微觀粗糙度帶來的高頻損耗,直接造成仿真與實際信號傳輸效果嚴重不符。
除此之外行業還存在多重痛點:銅箔微觀凹凸結構干擾電場、超薄銅箔易褶皺引入氣隙誤差、低頻國標無法適配高頻場景,常規測試手段難以分開介質與導體損耗。
依托同套VNA硬件與BCDR夾具(源于日本學者Kato和Horibe在2021年IEEE T-MTT上發表的突破性研究成果,該方法通過創新的諧振器結構和模式選擇機制,實現了10-170GHz寬頻帶內的精確測量),是德科技可實現介電參數、銅箔高頻電導率一體化測量。方案遵循IEC 63616國際標準,單次測量即可剝離基材介電干擾,精準算出銅箔高頻等效電導率;覆蓋10~110GHz算力主流頻段,適配全系列HVLP高端銅箔,測試數據可直接用于高速PCB仿真,從源頭規避高頻損耗超標風險。


總結
目前M7已經是成熟存量市場,M8是當前算力PCB主力,M9是高端AI板核心材料,是國產替代的主攻方向之一,處于小批量試產和送樣階段。M10則瞄準未來448Gbps超高速賽道,整套基材性能由碳氫樹脂(及其它更優替代材料)、Q布、HVLP高端銅箔以及一些填充輔料共同同決定;當前M9國產替代的最大瓶頸除上游原材料供給外,不可或缺的高精度、標準化的高頻介電特性(成品板材、純樹脂、裸玻纖/Q布)與銅箔損耗測試能力。可以說,誰掌握了M9材料的準確測試,誰就能占領高端AI算力PCB供應鏈的高地!
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