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Leiterplatte Blog - Dielektrizitätskonstante der Rogers-Leiterplatte

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Dielektrizitätskonstante der Rogers-Leiterplatte

2023-10-25
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Author:iPCB

Rogers dielektrische Platten werden häufig in Leiterplatten mit hohen Frequenz-, Hochgeschwindigkeits- und Zuverlässigkeitsanforderungen verwendet. Mit niedrigen Verlustfaktoren, stabilen dielektrischen Konstanten, guter thermischer Stabilität und mechanischen Eigenschaften zeichnen sich diese Platten durch die Gewährleistung der Signalintegrität und die Verbesserung der Systemeffizienz aus.


Rogers PCB-Materialien haben eine niedrige dielektrische Konstante, typischerweise zwischen 2.2 und 3.5, was bedeutet, dass sie die Signalintegrität aufrechterhalten und Signalverluste bei hohen Frequenzen und langen Entfernungen minimieren können.


Rogers PCB Dielektrizitätskonstante


Die Permittivitätskonstante ist der wichtigste Parameter, der die dielektrischen oder polarisierenden Eigenschaften piezoelektrischer Materialien unter Einwirkung eines elektrostatischen Feldes widerspiegelt. Es wird normalerweise ε verwendet, um zu repräsentieren. Verschiedene Arten von piezoelektrischen Komponenten haben unterschiedliche Anforderungen an die Permittivitätskonstante piezoelektrischer Materialien. Wenn die Form und Größe von piezoelektrischen Materialien konstant sind, wird die dielektrische Konstante ε bestimmt, indem die inhärente Kapazität CP von piezoelektrischen Materialien gemessen wird.


Die Polarität von Polymermaterialien kann anhand ihrer Permittivitätskonstante bestimmt werden. Normalerweise sind Stoffe mit einer relativen Permittivitätskonstante größer als 3.6 polare Substanzen; Stoffe mit einer relativen Permittivitätskonstante im Bereich von 2,8 bis 3,6 sind schwach polare Stoffe; nichtpolare Stoffe mit einer relativen Permittivitätskonstante kleiner als 2,8.


Relative Permittivitätskonstante ε R kann mit einem elektrostatischen Feldverfahren gemessen werden: Testen Sie zunächst die Kapazität C0 des Kondensators, wenn zwischen den beiden Elektrodenplatten ein Vakuum besteht. Dann messen Sie die Kapazität Cx mit dem gleichen Abstand zwischen den Kondensatorplatten, aber fügen Sie ein Dielektrikum zwischen den Platten hinzu.


Die Permittivitätskonstante gängiger Rogers Leiterplatten

1) RO4003C: 3.38


2) RO4350B: Die Permittivitätskonstante (Dk: 3.48+/-0.05) hat strenge Toleranzkontrolle und niedrige Verlusteigenschaften (Df: 0.0037 10GHz).


3) RO5880:5880 Blatt ist ein Polytetrafluorethylen (PTFE) basiertes Material mit einer Permittivitätskonstante von 2.2 und einem Dickenbereich von 0.003 Zoll bis 0.240 Zoll. Die Kupferfoliendicke der Platte kann als 0.5oz, 1oz, 2oz und 3oz ausgewählt werden. Seine dielektrische Konstante hat gute Stabilität, niedrigen Verlust, gute Impedanzanpassung und schnelle Signalübertragungsgeschwindigkeit. Gleichzeitig sind die mechanischen Eigenschaften der Platte auch sehr gut, mit Eigenschaften wie hohe Festigkeit, hohe Steifigkeit, gute Hitzebeständigkeit und chemische Korrosionsbeständigkeit.


4) RO3003: Das beste Harz und Spezialfüller wurden ausgewählt, sowie das ED-Kupfermaterial mit extrem geringer Oberflächenrauheit der Kupferfolie (lp). Seine Permittivitätskonstanten bei 10GHz und 77GHz waren 3.00 (Clamp Strip Line Methode) bzw. 3.07 (Microstrip Line Differential Phasenmethode). Der Verlust von Ro3003 Hochfrequenz-Leiterplattenmaterial ist auch sehr gering. Entsprechend der Differenzlängenmethode von Microstrip-Linien ist die Einfügedämpfung bei 77GHz auf 5mil Ro3003 Material nur 1.3dB/inch.


Der Einfluss der dielektrischen Konstante auf Rogers PCB

Die Permittivitätskonstante von Rogers PCB hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistung einer Leiterplatte. Generell gilt: Je größer die Permittivitätskonstante, desto langsamer die Signalübertragungsgeschwindigkeit und desto weniger Störgeräusche. Die Permittivitätskonstante kann jedoch auch Probleme wie Kapazitätsgröße und Signalreflexion beeinflussen. Daher ist es beim Entwurf einer Leiterplatte notwendig, geeignete Materialien basierend auf der Nutzungssituation zu wählen, um eine bessere Schaltungsleistung zu erzielen.


Im Allgemeinen ist die Permittivitätskonstante eine Größe, die den Grad charakterisiert, in dem ein Medium elektromagnetische Wellen abschwächt. Je größer die dielektrische Konstante, desto größer der Substratverlust und desto stärker die Dämpfung elektromagnetischer Wellen.


Technische Anforderungen und konstruktive Überlegungen

Laminierungsprozess: Aufgrund der besonderen Eigenschaften von Rogers dielektrischen Platten erfordert der Laminierungsprozess eine genaue Kontrolle von Temperatur, Druck und Zeit, um Defekte wie Delamination und Blasenbildung zu vermeiden und die elektrische Leistung und mechanische Festigkeit der Platte sicherzustellen.


Bohren und Kupferbeschichtung: Aufgrund der hohen Härte der Rogers-Platten ist die Auswahl des richtigen Bohrmaterials und der Bohrparameter sowie die Optimierung des Kupferbeschichtungsprozesses äußerst wichtig, um die Qualität der Durchkontaktierungen und die elektrische Kontinuität zu gewährleisten.


Signalintegritätsanalyse: In der Entwurfsphase wird professionelle Software benötigt, um den Signalweg zu simulieren und zu analysieren, um sicherzustellen, dass bei Verwendung von Rogers dielektrischen Platten Signalverzögerung, Übersprechen und andere Probleme effektiv gesteuert werden können, um die Anforderungen der Hochgeschwindigkeitssignalübertragung zu erfüllen.


Anpassungsfähigkeit an die Umwelt: Für spezifische Anwendungsumgebungen (z.B. hohe Temperaturen, hohe Luftfeuchtigkeit oder extreme klimatische Bedingungen) müssen Rogers-Platten anhand ihrer Eigenschaften ausgewählt und in der geeigneten Umgebung getestet werden, um langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Einsatzgebiete von Rogers Leiterplatten

Rogers Leiterplatten sind in Hochfrequenzbereichen wie Kommunikation, Radio, Radar, Satellitenkommunikation und so weiter weit verbreitet.


Als Hochleistungs-Hochfrequenz-Leiterplattenmaterial mit niedriger Dielektrizitätskonstante und Verlustfaktor kann Rogers-Leiterplatte eine bessere Leistung in der Hochfrequenz-Signalübertragung bieten.