Mikrowellen-Technik - Das Schlüsselmaterial der Hochfrequenz-Leiterplatte

Hochfrequenz-Leiterplatte ist ein wichtiger Baustein für HF/Mikrowellen-Schaltungen – im Wesentlichen der Ausgangspunkt für diese Schaltungen. PCB Materials kommen in vielen verschiedenen Formen, und die Materialwahl ist weitgehend von den Anforderungen der beabsichtigten Anwendung abhängig. Zum Beispiel, Materialien, die Hochfrequenzschaltungen in kommerziellen Funkprodukten zuverlässig unterstützen, können bei extremen Situationen in militärischen Umgebungen schnell versagen. Ein grundlegendes Verständnis vonLeiterplattenmaterial Typen und ihre Parameter können helfen, Materialien an Anwendungen anzupassen.

Der DK-Wert des Leiterplattenmaterial wird die Größe beeinflussen, Wellenlänge und charakteristische Impedanz der auf dem Material hergestellten Übertragungsleitung. Zum Beispiel, für eine bestimmte charakteristische Impedanz und Wellenlänge, die Größe einer Übertragungsleitung, die auf einem Leiterplattenmaterialmit einem hohen DK-Wert ist viel kleiner als die Größe einer Übertragungsleitung, die auf einem Leiterplattenmaterial mit niedrigem DK-Wert, obwohl andere Materialparameter abweichen können. Designer von Schaltungen, bei denen Verlust ein wichtiger Leistungsparameter ist, bevorzugen oft Leiterplattenmaterials mit niedrigeren DK-Werten, weil sie einen geringeren Verlust haben als Materialien mit höheren DK-Werten.

In der Tat, Leiterplattenmaterial kann Signalleistung auf vier Arten verlieren: dielektrischer Verlust, Leiterverlust, Leckageverlust und Strahlungsverlust, Obwohl sowohl dielektrischer Verlust als auch der Leiterverlust durch die Wahl von Leiterplattenmaterial. Zum Beispiel, Der Df-Parameter bietet eine Möglichkeit, dielektrische Verluste verschiedener Materialien zu vergleichen, wobei ein niedrigerer Df-Wert ein Material mit einem geringeren dielektrischen Verlust bezeichnet.

Für jede kommerzielle Leiterplattenmaterial, separate CTE values are typically listed for all three axes (X, Y, and Z). CTE liefert einige Beweise dafür, wie Leiterplattenmaterial extreme Temperaturen bewältigen, zum Beispiel beim Schweißen. Zum Beispiel, die CTE-Werte der in mehrschichtigen Strukturen verwendeten Materialien stimmen nicht überein, die Zuverlässigkeitsprobleme verursachen können, da sich die Abmessungen verschiedener Schaltungsschichten mit der Temperatur ändern. Es wird allgemein angenommen, dass Leiterplattenmaterial mit niedrigeren CTE-Werten haben eine höhere thermische Stabilität als solche mit höheren CTE-Werten. Schaltungsmaterialien mit einem CTE von 70 PPM /°C gelten als ziemlich robust für den Einsatz über einen weiten Temperaturbereich und sollten in der Lage sein, extreme Temperaturen zu bewältigen, in denen Schaltungen hergestellt und montiert werden.

Vom kostengünstigen FR-4 Material zum teuren PTFEWerkstoffe auf Basis, eine Vielzahl von Materialien werden in HF verwendet/ Mikrowellenplatine. Die Leiterplatte, die aus FR-4-Material besteht, ist im Wesentlichen ein Laminat aus glasverstärktem Epoxidharz, während PTFE material is usually reinforced with a glass fiber or ceramic filler (although pure PTFE-based PCB is also used). Der Leistungsunterschied zwischen diesen beiden extremen Materialien weist auf die Kompromisse hin, die zwischen den Kosten und der Leistung von Leiterplattenmaterial und zwischen der einfachen Verarbeitung von FR-4 und der Schwierigkeit der Verarbeitung PTFE material.