Blog de PCB - Resistencia dieléctrica fr4

El rango típico de intensidad dieléctrica fr4 es de 800v / mil a 1500v / mil. La intensidad eléctrica se determina colocando el material de PCB en un pulso corto de alta tensión de la frecuencia estándar de la fuente de alimentación de ca.

El material fr4 tiene una alta resistencia dieléctrica, lo que ayuda a sus propiedades de aislamiento eléctrico. Según el método de tejido de fibra de vidrio, la resina y el grosor, la resistencia dieléctrica del fr4 es de 45 - 70kv / mm, lo que significa que requiere ciertas medidas de protección para mantener su seguridad. El coeficiente de expansión térmica se refiere a la variación de la longitud del material a una variación de temperatura, generalmente expresada en ppm / ° c. la constante dieléctrica (dk) del fr4 varía entre 3,8 y 4,8 mhz.

Fr4 es un laminado Epóxido reforzado con fibra de vidrio de uso común, con excelentes propiedades eléctricas y mecánicas. En el campo electrónico, la constante dieléctrica de fr4 es un parámetro de rendimiento importante.

La constante dieléctrica de fr4 suele estar entre 4 y 6, que es un rango de valores relativamente alto. Esto hace que fr4 juegue un papel importante en el diseño de circuitos electrónicos. En primer lugar, la Alta constante dieléctrica de fr4 le permite aislar eficazmente las diferentes líneas de señal en el circuito y evitar interferencias entre las señales. En segundo lugar, la Alta constante dieléctrica también puede aumentar el valor de la capacidad del capacitor y mejorar el rendimiento del circuito.

Relación entre la intensidad dieléctrica y la constante dieléctrica

1. conceptos

R: la resistencia dieléctrica es una medida de la capacidad del material para soportar alta tensión sin producir una ruptura dieléctrica. Colocar la muestra entre los electrodos aumenta el voltaje aplicado a través de una serie de pasos hasta que se produce una ruptura dieléctrica para medir la resistencia dieléctrica.

B: la constante dieléctrica se utiliza para medir el rendimiento del aislador en términos de almacenamiento de energía eléctrica. es la relación entre el capacitor entre dos placas metálicas que utilizan el material aislante como medio y el capacitor entre dos placas metálicas idénticas que utilizan el aire como medio o vacío. La constante dieléctrica indica el grado de polarización del dieléctrico, es decir, la capacidad de unir cargas eléctricas. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica, mayor será la capacidad de atar la carga eléctrica.

2. el efecto de la temperatura en la constante dieléctrica

La temperatura también tiene un impacto significativo en las propiedades de la materia, ya que afecta la interacción entre moléculas. En general, a medida que aumenta la temperatura, la interacción entre moléculas se debilita, lo que conduce a una disminución de la polarización y una disminución de la constante dieléctrica. Sin embargo, debido a que el aumento de la temperatura hace que el movimiento molecular se intensifique, es propenso a la ruptura bajo la acción de campos eléctricos externos, y la intensidad dieléctrica disminuirá en consecuencia.

3. datos de contacto

La resistencia dieléctrica se refiere a la intensidad máxima del campo eléctrico que el material puede soportar en el campo eléctrico. Si la resistencia del campo eléctrico supera la resistencia dieléctrica del material, el material experimentará una descarga eléctrica. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica, mayor será la resistencia del material al campo eléctrico, lo que también significa que la resistencia dieléctrica del material es mayor.

La constante dieléctrica es una cantidad física que describe la capacidad de respuesta del material al campo eléctrico y refleja la velocidad de propagación del campo eléctrico en el material. Cuanto mayor sea la constante dieléctrica, más lenta será la propagación del campo eléctrico en el material.

Relación entre la constante dieléctrica y la frecuencia de fr4

La constante dieléctrica del material fr4 disminuye a alta frecuencia, generalmente de un valor típico de 4,7 a una frecuencia de señal superior a 5 GHz a casi 4,0, un cambio crucial para el diseño de pcb. Este cambio se llama dispersión, lo que hace que las señales con diferentes componentes de frecuencia se propaguen a diferentes velocidades a través de la alineación de pcb, lo que en última instancia puede causar distorsión de la señal.

Velocidad de propagación de la señal

Cuando la constante dieléctrica cambia con la frecuencia, la velocidad de fase y la velocidad de grupo de la señal se ven afectadas. La velocidad de fase es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la constante dieléctrica, lo que significa que la disminución de la constante dieléctrica acelerará la propagación de la señal. Sin embargo, cuando la señal llega al extremo receptor, esta velocidad de propagación inconsistente puede causar una diferencia de fase entre los diferentes componentes de frecuencia de la señal, lo que eventualmente conduce a la distorsión y degradación de la integridad de la señal.

Aumenta la pérdida de señales

A alta frecuencia, el factor de pérdida (df) del material fr4 aumentó significativamente. Esto significa que durante la transmisión de la señal, debido a la pérdida dieléctrica, la intensidad de la señal disminuirá gradualmente, lo que puede causar distorsión de la señal. Esta pérdida es particularmente significativa en la transmisión de señales digitales de alta velocidad, porque cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la atenuación de la señal.

En resumen, los cambios en la constante dieléctrica de los materiales fr4 a altas frecuencias pueden conducir a:

Distorsión de la señal: debido a la velocidad de propagación inconsistente de los diferentes componentes de frecuencia, puede desencadenar la propagación del retraso, lo que resulta en distorsión de la forma de onda de la señal.

Atenuación de la señal: el aumento del factor de pérdida puede causar una rápida degradación de la señal durante la transmisión, afectando la intensidad y fiabilidad de la señal.

Estrategia de selección de materiales: al diseñar circuitos de alta frecuencia, puede ser necesario considerar el uso de materiales con baja Permitividad y baja pérdida, como cerámica o ptfe, para mantener la integridad de la señal.

La resistencia dieléctrica de fr4 es un indicador de la resistencia eléctrica del material como aislador. cuanto mayor sea la resistencia dieléctrica, mejor será su calidad como aislador. Cuando la resistencia del campo eléctrico supera la resistencia dieléctrica del material, el material puede sufrir una descarga eléctrica o una ruptura, lo que resulta en un aumento repentino de la corriente eléctrica y una falla eléctrica.