Mikrowellen-Technik - Für Kappa 438, deren DF-Wert nur 0.005 ist, ist FR-4 die Wahl von Hochfrequenzmaterialien

Wenn der Übergang von FR-4 PCB Materialien zu leistungsfähigeren Materialien ist in der Regel nicht so einfach, wie Menschen es sich vorstellen können. Wenn der Übergang offensichtlich ist, Viele unerwartete Probleme müssen möglicherweise gelöst werden. Einige dieser Probleme können mit dem Schaltungsdesign zusammenhängen, andere können verwandt sein mit PCB Herstellungsverfahren.

Wegen des Verlustes der Schaltungsleistung, der Übergang von FR-4 PCB Material bis Hochfrequenz PCB Material ist notwendig. Für eine bestimmte Schaltung, die akzeptable Höhe der Einfügedämpfung kann von Anwendung zu Anwendung variieren. The loss of Materials is classified by loss factor (DF), was sehr subjektiv für geringen Verlust ist, Materialien mit mittlerem und hohem Verlust. Erfahrungsgemäß, Diese Arbeit klassifiziert sie wie folgt: DF-Wert von Material mit hohem Verlust ist 0.015 oder höher, was für viele FR-4-Materialien ein allgemeiner Wert ist; Einige Hochleistungs-FR-4 Materialien haben geringeren Verlust, Einige von ihnen haben DF-Wert von 0.010, diese Materialien werden als Materialien mit mittlerem Verlust eingestuft; Materialien mit geringem Verlust haben normalerweise DF-Wert von 0.004 oder weniger; Materialien mit sehr geringem Verlust Es hat einen DF von 0.002 oder weniger. Es gibt einen Graubereich zwischen Materialien mit geringem Verlust und mittlerem Verlust mit DF-Bereich von 0.004-0.010.

Neben den Verlustunterschieden kann die Umstellung auf Hochfrequenzmaterialien erhebliche Konstruktionsänderungen erfürdern. Diese Veränderungen sind hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass FR-4 Materialien eine Dielektrizitätskonstante (DK) von etwa 4.2-4.5 haben, während viele Hochfrequenz-Laminate sehr niedrige DK-Werte haben. Änderungen in DK können zu Impedanzdifferenzen führen, so dass es oft notwendig ist, das Verdrahtungslayout im Design zu ändern. Darüber hinaus kann die Dicke des FR-4 Laminats nicht mit der erwarteten Dicke des Laminats variieren, um die gewünschte Dicke des Laminats beizubehalten.

Ein weiteres Problem betrifft PCB Herstellungsverfahren. Einige Hochfrequenzmaterialien basieren auf PTFE, die andere Verarbeitungsparameter als FR-4-Materialien erfordern können.

FR-4 hat andere fördernde Faktoren. Aufgrund der Nachfrage der Hochfrequenzindustrie haben die meisten Hochfrequenzmaterialien eine strengere DK-Toleranz als FR-4, und die Dickenkontrolle des Substrats ist auch strenger. Diese streng kontrollierten Laminateigenschaften sind sehr vorteilhaft für den Bau einer kontrollierbaren Impedanzplatte mit schmaler Impedanz. Darüber hinaus werden Hochfrequenzmaterialien häufig mit einer sehr geringen Feuchtigkeitsaufnahme hergestellt, was für die Leistungssteigerung wichtiger sein kann als der niedrigere DF des Materials für einige Anwendungen. Darüber hinaus werden Hochfrequenzmaterialien normalerweise mit niedrigem Temperaturkoeffizient der dielektrischen Konstante (tcdk) hergestellt, der ein Maß für die Änderung von DK mit Temperatur ist. Für einige Anwendungen kann tcdk wichtiger sein als Verlust, was ein weiterer Grund für die Verwendung von Hochfrequenz-Laminaten ist.

Glücklicherweise, neu PCB Materialien entwickeln sich ständig weiter, Viele davon sind Brücken zwischen FR-4 PCB Material bis Hochfrequenz PCB material. Zum Beispiel, Rogers kappa 438 Gamma Es hat viele Eigenschaften ähnlich dem FR-4, bei gleichzeitiger Bereitstellung vieler Vorteile im Zusammenhang mit hochfrequenten Materialien. Der DF-Wert beträgt 0.005, das nicht niedriger ist als das des realen verlustarmen Materials, aber der Verlust ist offensichtlich verbessert im Vergleich zu FR-4 Material mit mittlerem Verlust oder hohem Verlust. Kappa 438 Gamma Es wurde entwickelt, um den gleichen DK wie viele häufig verwendete FR-4 Materialien zu haben, die einen DK von 4 hat.38, was bedeutet, dass beim Ersetzen des FR-4, Es kann ohne wesentliche Änderungen am Schaltungsdesign verwendet werden. Darüber hinaus, seine DK Toleranz ist strenger als die meisten FR-4 Materialien mit einer Genauigkeit von ± 0.05. Kappa 438 Gamma Sein CTE liegt im Bereich von High-Level- PCB Struktur, und kann den gleichen Prozess wie FR-4 verwenden.

Natürlich, for PCB Strukturen, beim Wechsel auf ein anderes Material, Es wird empfohlen, dass PCB Hersteller optimieren den Prozess der Materialien in jeder spezifischen Konstruktion. Aber die gute Nachricht ist, dass wenn Sie von der FR-4 auf Hochfrequenz wechseln müssen, Materialien mit geringem Verlust, Es gibt immer noch viele Materialien, aus denen Techniker wählen können.

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