Mikrowellen-Technik - Eigenschaften der dielektrischen Konstante und des dielektrischen Verlustes der Hochfrequenz-Leiterplatte

Da Hochfrequenz-PCB-Technologie und -Produkte eine immer wichtigere Position einnehmen, hat die Entwicklung von Hochfrequenz-PCB-Platten auch mit hoher Geschwindigkeit zugenommen. Einer der wichtigsten Aspekte ist die Auswahl von Materialien mit niedriger dielektrischer Konstante und niedrigem dielektrischen Verlustfaktor. Dies ist ein wichtiges Leistungselement für PCB-Hochfrequenzplatten, um Hochgeschwindigkeit und Hochfrequenz zu erreichen. Der Artikel diskutiert die Beziehung zwischen der dielektrischen Konstante des Substratmaterials und dem dielektrischen Verlust und erläutert die Beziehung zwischen ihnen und der äußeren Umgebung, so dass verschiedene Substratmaterialien vernünftig und richtig bewertet und bei der Herstellung von Leiterplatten verwendet werden können.

Vorwort

Derzeit gibt es drei Haupttypen von kommerziellen Hochfrequenzplatten:

(1)Polytetrafluorethylen (PTFE)-Platten; (2) duroplastisches PPO (Polyphenyloxid); (3) vernetzte Polybutadien-Substrate und Epoxidharz-Verbundsubstrate (FR -4). PTFE-Substrat hat die Vorteile des kleinen dielektrischen Verlustes, der kleinen dielektrischen Konstante und der kleinen Änderung mit Temperatur und Frequenz und nahe dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Metallkupferfolie, die weit verbreitet ist. Substrate, die durch Kollokation von PTFE, Glasfaser und Keramik, wie RO3200, RO3210, RO4003 und anderen Serien hergestellt werden, konnten die Anforderungen der dielektrischen Konstante 2.2 bis 10.8 und des Arbeitsfrequenzbereichs von 30 MHz bis 30 GHz erfüllen. Obwohl sich die Herstellung von PTFE-Mikrowellenplatinen schnell entwickelt, wird der entsprechende Prozess gegenüber dem traditionellen FR-4-Leiterplattenherstellungsprozess verbessert. Gegenwärtig haben die schnelle Entwicklung elektronischer Informationsprodukte, insbesondere Mikrowellengeräte, die stark verbesserte Integration und die Anforderungen an Digitalisierung, Hochfrequenz, Multifunktion und Anwendung in speziellen Umgebungen die allgemeine PTFE-Hochfrequenz-Platine und den Herstellungsprozess herausgefordert. Für die Hochgeschwindigkeits- und Hochfrequenzeigenschaften von Mikrowellenplatinen geschieht es hauptsächlich durch zwei technische Ansätze: Auf der einen Seite wird diese Entwicklung in hochdichte Verdrahtung, feine Drähte und Abstände, kleine Öffnungen, Dünne und hohe Zuverlässigkeit der Leitung und Isolierung gemacht. Sex. Auf diese Weise kann der Signalübertragungsabstand weiter verkürzt werden, um seinen Übertragungsverlust zu verringern. Auf der anderen Seite ist es notwendig, Substratmaterialien mit Hochgeschwindigkeits- und Hochfrequenzeigenschaften zu verwenden. Die Realisierung letzterer erfordert von der Industrie ein tieferes Verständnis solcher Substratmaterialien zu entwickeln, Forschungsarbeiten, um genaue Steuerungsverfahren herauszufinden und zu beherrschen, um die ausgewählten Substratmaterialien und die Herstellungsprozess-, Leistungs- und Kostenanforderungen zu erreichen. Um den Zweck einer angemessenen Abstimmung zu erreichen.

Eigenschaften der dielektrischen Konstante und des dielektrischen Verlustes der Hochfrequenz-Leiterplatte

Je niedriger die dielektrische Konstante des Substrats ist, desto schneller breitet sich das Signal aus. Um eine hohe Signalübertragungsrate zu erhalten, ist es daher notwendig, ein Substratmaterial mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante zu erforschen und zu entwickeln.

Neben der direkten Beeinflussung der Übertragungsgeschwindigkeit des Signals bestimmt die dielektrische Konstante in hohem Maße auch die charakteristische Impedanz. Es kann ausgedrückt werden asEs kann gesehen werden, dass die wichtigsten Faktoren, die die charakteristische Impedanz beeinflussen: (1) die dielektrische Konstante ε r des Substrats sind; (2) dielektrische Dicke h; (3) Drahtbreite w; (4) die Drahtdicke t und so weiter. Je kleiner die dielektrische Konstante des Substrats, desto größer die charakteristische Impedanz.

In Hochgeschwindigkeitsschaltungen werden hohe Kennimpedanzwerte gefordert und Materialien mit niedrigen dielektrischen Konstanten müssen erforscht und entwickelt werden. Gleichzeitig muss das Substratmaterial eine stabile dielektrische Konstante aufweisen, um eine kontinuierliche und stabile Impedanz in der Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltplatine zu erreichen.

1 Die Beziehung zwischen dem Signalübertragungsverlust auf der Leiterplatte und den Eigenschaften des Hochfrequenzblatts

Der dielektrische Verlust im Übertragungsverlust auf dem Leiterkreis wird hauptsächlich von der dielektrischen Konstante (εr) und dem dielektrischen Verlustfaktor (tan δ) der Isolierschicht des Substratmaterials dominiert. Der Einfluss auf die Übertragungsverluste ist proportional zur Größe von ε r und tan δ, und hängt mit der Frequenz des Mediums zusammen, wenn es arbeitet. Bei gleicher ε r oder tan δ, je höher die Frequenz, desto größer der Übertragungsverlust.