Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
PCB-Neuigkeiten

PCB-Neuigkeiten - Ausführliche Erläuterung der dielektrischen Konstante von Leiterplatten

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PCB-Neuigkeiten - Ausführliche Erläuterung der dielektrischen Konstante von Leiterplatten

Ausführliche Erläuterung der dielektrischen Konstante von Leiterplatten

2021-11-03
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Author:Kavie
  1. Unsere häufig verwendet LeiterplbeiteMedium is FR4 Mbeierial, und die relativ dielektrisch kaufsteint vauf Luft is 4.2-4.7. Dies dielektrisch konsteint wird ändern mit Temperatur, und die maximal ändern Bereich keinn Reichweite 20% in die Temperatur Bereich von 0-70 Grad. Die ändern von die dielektrisch konsteint wird Ursache a 10% ändern in die Linie Verzögelaufeng. Die höher die Temperatur, die größer die Verzögerung. Die dielektrisch konsteint auch Änderungen mit die Frequenz von die Signal, die höher die Frequenz, die kleiner die dielektrisch konstant. Unten 100M, 4.5 kann be verwendet zu berechnen die InterBrett Kapazität und Verzögerung.

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2. Die Übertragungsgeschwindigkeit des innenen SchichtSignals in der allegemeinen FR4-Material-Leiterplatte ist 180ps/Zoll (1inch=1000mil=2.54cm). Die Oberflächenschicht hängt im Allgemeinen von der Situation ab, in der Regel zwischen 140 und 170.

3. Der tatsächliche Kondensazur kann L, R und C in Serie einfach äquivalent sein. Der Kondensazur hat einen Resonanzpunkt, der bei hohen Frequenzen induktiv ist (über diesen Resonanzpunkt hinaus). Der Resonanzpunkt ist unterschiedlich, wenn der Kapazitätswert und der Prozess des Kondensazuders unterschiedlich sind. Und die Produkte, die von verschiedenen Herstellern produziert werden, werden sehr unterschiedlich sein. Dieser Resonanzpunkt hängt hauptsächlich von der äquivalenten Serieninduktivität ab. Zum Beispiel beträgt die äquivalente Serieninduktivität eines 100nF-Chipkondensazurs etwa 0,5nH und der ESR-Wert (äquivalenter Serienwiderstund) 0,1 Ohms. Dann ist der Filtereffekt am besten bei etwa 24M, und die Wechselstromimpedanz ist 0.1 Ohms. Die äquivalente Induktivität eines 1nF Chipkondensazuders ist auch 0.5nH (der Unterschied zwischen verschiedenen Kapazitätswerten ist nicht zu groß), und der ESR ist 0.01 Ohms, wals den besten Filtereffekt um 200M haben wird. Um einen besseren Filtereffekt zu erzielen, verwenden wir eine Kombination von Kondensazuren mit unterschiedlichen Kapazitätswerten. Aufgrund der äquivalenten Reiheninduktivität und Kapazität wird es jedoch einen Resonanzpunkt zwischen 24M und 200M geben, bei dem es eine maximale Impedanz gibt, die größer ist als die Impedanz eines einzelnen Kondensazurs. Dies ist ein unerwünschtes Ergebnis. (Im Abschnitt von 24M bis 200M sind kleine Kondensazuren kapazitiv, und große Kondensazuren sind bereits induktiv. Zwei Kondensazuderen parallel sind äquivalent zu LC parallel. Die Summe der ESR-Werte der beiden Kondensazuren ist der Reihenwiderstund der LC-Schleife. Wenn LC parallel angeschlossen ist, ist der Reihenwiderstund 0, dann gibt es eine unendliche Impedanz am Resonanzpunkt, die die schlechPrüfunge Filterwirkung. Dieser Reihenwiderstund hemmt dieses parallele Resonanzphänomen und reduziert dadurch die Impedanz des LC-Resonazurs am Resonanzpunkt). Um diesen Effekt zu reduzieren, kann gegebenenfalls ein Kondensator mit einem größeren ESR verwendet werden. ESR ist äquivalent zum Reihenwiderstund im Resonanznetzwerk, der den Q-Wert reduzieren kann, wodurch die Frequenzeigenschaften flacher werden. Die Erhöhung der ESR wird die Gesamtimpedanz konvergieren lalssen. In den Frequenzbändern unter 24M und über 200M erhöht sich die Impedanz, während in den Frequenzbändern 24M und 200M die Impedanz abnimmt. Daher muss dals Frequenzbund des Schaltgeräusches der Platine umfalssend berücksichtigt werden. Einige Fremdplatinen sind mit einem kleinen Kondensator (680pF) konstruiert, der in Reihe mit einigen Ohm-Widerständen verbunden ist, wenn die großen und kleinen Kondensatoren parallel geschaltet werden. Dals liegt wahrscheinlich an dieser Überlegung. (Von den oben genannten Parametern ist der Q-Wert eines 1nF-Kondensators 10-mal der Q-Wert eines 100nF-Kondensators. Da es keine spezifische äquivalente Stringinduktivität und ESR-Wert vom Hersteller zur Hund gibt, basieren die Parameter im obigen Beispiel auf den Daten, die in der Vergangenheit gesehen wurden. Ja. Aber die Abweichung sollte nicht zu groß sein. In der Vergangenheit sind die Materialien, die an vielen Stellen gesehen werden, dass die resonanten Die Frequenzen von 1nF und 100nF Keramikkondensatoren sind 100M bzw. 10M. In Anbetracht dessen, dass das L des Chipkondensators viel kleiner ist, aber es wird nicht gefunden Der zuverlässige Wert wird als 0.5nH für Bequemlichkeit berechnet. Wenn Sie einen bestimmten und zuverlässigen Wert haben, hvonfe ich, ihn zu veröffentlichen.

Die dielektrische Konstante (Dk, ε, Er) bestimmt die Geschwindigkeit, mit der sich das elektrische Signal im Medium ausbreitet. Die Geschwindigkeit der elektrischen Signalausbreitung ist umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der dielektrischen Konstante. Je niedriger die Dielektrizitätskonstante, desto schneller ist die Signalübertragungsgeschwindigkeit. Machen wir eine anschauliche Analogie, so wie Sie am Strund laufen. Die Tiefe des Wassers überflutet deine Knöchel. Die Viskosität von Wasser ist die dielektrische Konstante. Je zähflüssiger das Wasser, desto höher die dielektrische Konstante und desto langsamer läuft man.

Die Dielektrizitätskonstante ist nicht sehr einfach zu messen oder zu definieren. Es bezieht sich nicht nur auf die Eigenschaften des Mediums, sondern auch auf das Prüfverfahren, die Prüffrequenz und den Zustund des Materialien vor und während des Tests. Die dielektrische Konstante ändert sich auch mit der Temperatur. Einige spezielle Materialien berücksichtigen den Temperaturfaktor bei der Entwicklung. Feuchtigkeit ist auch ein wichtiger Faktor, der die dielektrische Konstante beeinflusst, weil die dielektrische Konstante von Wasser 70 beträgt und es sehr wenig Feuchtigkeit gibt., Wird erhebliche Veränderungen verursachen.

Im Folgenden sind die dielektrischen Konstanten einiger typischer Materialien (unter 1Mhz):


Es kann gesehen werden, dass für Hochgeschwindigkeits- und Hochfrequenzanwendungen das idealste Material ein in Kupferfolie gewickeltes LuftMedium ist. mit einer Dickentoleranz von +/-0.00001 "Als Materialentwicklung arbeiten alle hart in diese Richtung, wie ArlonCity in GermanyCity in GermanyCity in Germany Das patentierte Schaumstvonf eignet sich sehr gut für den Einsatz von BasisStationen-Antennen. Aber nicht alle Ausführungen haben eine kleinere dielektrische Konstante, desto besser. Es basiert vont auf einigen tatsächlichen Designs. Manche Schaltungen, die ein kleines Volumen erfürdern, erfürdern vont eine hohe dielektrische Konstante. Materialien wie Arlon AR1000 werden im miniaturisierten SchaltungsDesign verwendet. Einige Ausführungen, wie z.B. Endstufen, haben normalerweise eine Dielektrizitätskonstante von 2,55 (wie Arlon Diclad527, AD255, etc.) oder eine Dielektrizitätskonstante von 3,5 (wie AD350, 25N/FR, etc.). Einige Designs werden auch verwendet. 4.5 dielektrische Konstante (wie AD450) wird hauptsächlich von FR-4 Design zu Hochfrequenzanwendung geändert und hvonfe, das vorherige Design weiterhin zu verwenden.

Neben der direkten Beeinflussung der Übertragungsgeschwindigkeit des Signals bestimmt die dielektrische Konstante in hohem Maße auch die charakteristische Impedanz. In verschiedenen Teilen ist die charakteristische Impedanzanpassung besonders wichtig in der Mikrowellenkommunikation. Wenn das Phänomen der Impedanzanpassung auftritt, wird die Impedanzanpassung auch VSWR (Stunding Welle Ratio) genannt.

MAX2242: FR4 oder G-10 sollten für LeiterplattenMaterialien ausgewählt werden. Diese Art von Material ist eine gute Wahl für die meisten kostengünstigen drahtlosen Anwendungen mit Betriebsfrequenzen unter 3 GHz. Die Auswerteplatine MAX2242 verwendet 4-Schicht FR4 mit einer Dielektrizitätskonstante von 4,5, einer Isolierschichtdicke von 6 mm und 1oz Kupfer.

Beim Entwerfen einer niederohmigen Schaltung wie MAX2242 mit einer Ausgangsimpedanz von nur etwa (8,j5) bei 2,45GHz kann ein 0,5nH Induktor eine induktive Reaktanz von 8 erzeugen, die einer Dielektrizitätskonstante von 4,5 und einer Dicke von 6mil entspricht.

Berechnung der Resonanzfrequenz: f=1/(2*3.1419*SQRT(L*C))


Die oben is an Einführung to die detailliert Erklärung von PCB dielektrisch konstant. Ipcb is auch zur Verfügung gestellt to Leiterplattenhersteller and Leiterplattenherstellung Technologie