Tecnología de microondas - Propiedades de la constante dieléctrica y la pérdida dieléctrica de las placas de PC de alta frecuencia

A medida que la tecnología y los productos de PCB de alta frecuencia ocupan una posición cada vez más importante, el desarrollo de placas de PCB de alta frecuencia también está creciendo a gran velocidad. Un aspecto más importante es la selección de materiales con baja constante dieléctrica y bajo factor de pérdida dieléctrica. Este es un proyecto de rendimiento importante para que las placas de alta frecuencia de PCB logren alta velocidad y alta frecuencia. En este trabajo se discute la relación entre la constante dieléctrica y la pérdida dieléctrica de los materiales del sustrato, y se expone su relación con el entorno externo para evaluar y utilizar de manera razonable y correcta varios materiales del sustrato para la fabricación de pcb.

Prólogo

En la actualidad, hay tres tipos principales de placas comerciales de alta frecuencia:

(1) placa de ptfe; (2) Polifenileno éter termostático; (3) sustrato de Polibutadieno reticulado y sustrato compuesto de resina epoxi (fr - 4). El sustrato de PTFE tiene las ventajas de una pequeña pérdida dieléctrica, una pequeña constante dieléctrica y un pequeño cambio con la temperatura y la frecuencia, y está cerca del coeficiente de expansión térmica de las láminas de cobre metálicas ampliamente utilizadas. Los sustratos preparados a través de la combinación de ptfe, fibra de vidrio y cerámica, como las series ro3200, ro3210, ro4003, etc., ya son capaces de cumplir con los requisitos de Permitividad de 2,2 a 10,8, con un rango de frecuencia de trabajo de 30 MHz a 30 ghz. Aunque la fabricación de placas de microondas PTFE se ha desarrollado rápidamente, el proceso correspondiente se ha mejorado a partir del proceso tradicional de fabricación de circuitos impresos FR - 4. En la actualidad, el rápido desarrollo de productos de información electrónica, especialmente dispositivos de microondas, la gran mejora de la integración y los requisitos de aplicaciones digitales, de alta frecuencia, multifuncionales y ambientales especiales plantean desafíos para las placas de alta frecuencia de PTFE universal y los procesos de fabricación. Para las características de alta velocidad y alta frecuencia de los PCB de microondas, se realizan principalmente a través de dos vías técnicas: por un lado, este desarrollo se realiza en cableado de alta densidad, líneas finas y espaciamiento, pequeños agujeros, delgados, conductores eléctricos y aislantes de alta fiabilidad. Sexo. De esta manera, se puede acortar aún más la distancia de transmisión de la señal y reducir su pérdida de transmisión. Por otro lado, es necesario utilizar materiales de sustrato con características de alta velocidad y alta frecuencia. La implementación de este último requiere que la industria tenga una comprensión más profunda de este tipo de sustratos, y el trabajo de investigación encuentre y domine métodos precisos de proceso de control para cumplir con los requisitos de sustrato seleccionado y proceso de fabricación, rendimiento y costo. Lograr el propósito de una coincidencia razonable.

Constante dieléctrica y características de pérdida dieléctrica de placas de PCB de alta frecuencia

Se puede ver que cuanto menor sea la constante dieléctrica del sustrato, más rápida se propagará la señal. Por lo tanto, para obtener una alta velocidad de transmisión de señal, es necesario estudiar y desarrollar un material de sustrato con baja permitividad.

Además de afectar directamente la velocidad de transmisión de la señal, la constante dieléctrica también determina en gran medida la resistencia característica. Se puede expresar de la siguiente manera: se puede ver que los principales factores que afectan la resistencia característica son: (1) la constante dieléctrica del sustrato μr; (2) espesor dieléctrico h; (3) ancho de línea w; (4) cuanto menor sea la constante dieléctrica del sustrato, mayor será la resistencia característica.

En los circuitos de alta velocidad, se necesitan altos valores de resistencia característicos y se deben estudiar y desarrollar materiales de baja permitividad. Al mismo tiempo, para lograr una resistencia continua y estable en el circuito digital de alta velocidad pcb, se requiere que el material del sustrato tenga una constante dieléctrica estable.

Relación entre la pérdida de transmisión de señal en el PCB y las características de la placa de alta frecuencia

La pérdida dieléctrica en la pérdida de transmisión en el circuito conductor está determinada principalmente por la constante dieléctrica (μr) y el factor de pérdida dieléctrica (tan μ') de la capa aislante del material del sustrato. El efecto sobre la pérdida de transmisión es proporcional al tamaño de μr y tan μ 'y está relacionado con la frecuencia cuando el medio funciona. Bajo la misma μr o tan μ ', cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la pérdida de transmisión.