Blogue PCB - Comment choisir un matériau haute fréquence et un matériau haute vitesse

Lors de la sélection Matériaux haute fréquence Et matériaux haute vitesse pour PCB pour circuits haute fréquence, Une attention particulière doit être accordée à la valeur DK du matériau PCB et à ses caractéristiques de variation à différentes fréquences.. Exigences relatives à la focalisation sur la transmission de signaux à grande vitesse ou le contrôle d'impédance caractéristique, Goniométrie et ses performances dans les conditions de fréquence, La température et l'humidité seront étudiées.

En général, les matériaux à haute fréquence et les matériaux à grande vitesse présentent une loi de variation plus importante pour les valeurs DK et DF dans des conditions de variation de fréquence. En particulier dans la gamme de fréquences de 1 MHz à 1 GHz, la variation de leurs valeurs DK et DF est plus prononcée. Par exemple, le substrat à base de tissu de fibre de verre époxy ordinaire fr - 4. a une valeur DK de 4,7 à la fréquence de 1 MHz, tandis que la valeur DK devient 4,19 à la fréquence de 1 GHz. Au - dessus de 1 GHz, sa valeur DK varie lentement. La tendance au changement est de diminuer avec l'augmentation de la fréquence, mais l'amplitude du changement est modeste. Par exemple, à 10 GHz, la valeur DK de fr - 4 est généralement de 4,15. Les valeurs de DK des matériaux de base ayant des propriétés à haute vitesse et à haute fréquence varient légèrement en fonction de la fréquence. À des fréquences variant de 1 MHz à 1 GHz, le DK reste principalement dans la plage de 0,02. Sa valeur DK a tendance à diminuer légèrement dans différentes conditions de fréquence, de faible à élevée.

La variation du facteur de perte diélectrique DF du matériau haute fréquence et du matériau haute vitesse est supérieure à DK, notamment dans le domaine des hautes fréquences, sous l'effet de la variation de fréquence. Sa loi de changement tend à augmenter. Ainsi, lors de l'évaluation des caractéristiques à haute fréquence d'un substrat, ses recherches se concentrent sur les variations de sa valeur DF. Pour les matériaux de base qui ont des propriétés à haute vitesse et à haute fréquence, il existe deux types différents de matériaux de base communs. L'une est que sa valeur de goniométrie varie très peu avec la fréquence. L'autre type est similaire au substrat général dans la plage de variation, mais sa valeur DF est faible.

Comment choisir un matériau haute fréquence et un matériau haute vitesse?

Le choix des matériaux de PCB doit trouver un équilibre entre la satisfaction des exigences de conception, la production de masse et les coûts. En bref, les exigences de conception comprennent la fiabilité électrique et structurelle. En règle générale, la question des matériaux de PCB sera d'autant plus importante lors de la conception de PCB haute vitesse avec des fréquences supérieures à GHz. Par example, les matériaux fr - 4 actuels présentent des pertes diélectriques importantes à plusieurs fréquences GHz, ce qui peut ne pas s'appliquer.

Quels sont les matériaux haute fréquence et haute vitesse pour PCB?

Par exemple, un signal numérique à grande vitesse de 10 Gb / s est une onde carrée qui peut être considérée comme une superposition de signaux sinusoïdaux de fréquences différentes. 10Gb / s contient donc de nombreux signaux de fréquence différents. Signal de base 5ghz, 15ghz d'ordre 3, 25ghz d'ordre 5, 35GHz d'ordre 7, Etc.. l'intégrité du signal numérique et la raideur des bords supérieur et inférieur sont identiques à la partie harmonique haute fréquence du signal numérique RF micro - ondes, permettant une transmission à faible perte et à faible distorsion dans la bande micro - ondes. Ainsi, à bien des égards, le choix des matériaux pour les circuits numériques haute vitesse PCB est similaire aux exigences des circuits RF et micro - ondes.

Dans les opérations d'ingénierie réelles, le choix des matériaux à haute fréquence et à grande vitesse peut sembler simple, mais il y a beaucoup de facteurs à prendre en compte. Grâce à la présentation de cet article, en tant qu'ingénieur en conception de PCB ou chef de projet à grande vitesse, j'ai acquis une certaine compréhension des caractéristiques et du choix des plaques. Découvrez les propriétés électriques, thermiques, de fiabilité et bien plus encore des tôles métalliques. Et l'utilisation rationnelle de l'empilement pour concevoir des produits avec une grande fiabilité et une bonne usinabilité et optimiser la prise en compte de divers facteurs.

Les principales considérations pour le choix des matériaux appropriés à haute fréquence et à haute vitesse seront présentées ci - dessous.

1. Fabricabilité de PCB.

Par exemple, qu'en est - il des propriétés de pressage multiple, des performances en température, de la résistance CAF / thermique, de la ténacité mécanique, d'une bonne fiabilité et des niveaux de résistance au feu?

2. PCB correspond aux performances du produit, telles que l'électricité, la stabilité des performances, etc.

Faible perte, paramètres DK / DF stables, faible dispersion chromatique, faible coefficient de variation avec la fréquence et l'environnement, faible tolérance sur l'épaisseur du matériau et la teneur en colle, bon contrôle de l'impédance, si le câblage est long, considérez une feuille de cuivre à faible rugosité. En outre, la conception de circuits à grande vitesse nécessite une simulation à un stade précoce, et les résultats de la simulation sont une norme de référence pour la conception. "Starsen Technology Agilent High Speed / RF joint Laboratory" résout les problèmes de performance lorsque les résultats simulés ne sont pas cohérents avec les tests et effectue de nombreuses vérifications en boucle fermée de la simulation par rapport aux tests réels, ce qui permet d'obtenir la cohérence de la simulation par rapport aux mesures réelles grâce à une méthode unique.

3. Matériel de PCB disponible à temps.

Beaucoup de matériaux à haute fréquence et matériaux à haute vitesse ont des cycles d'achat très longs, même jusqu'à 2 - 3 mois. En plus de la plaque HF régulière ro4350 en stock, de nombreuses plaques HF ont besoin de la part du client. Par conséquent, les plaques à haute fréquence doivent communiquer à l'avance avec le fabricant afin que le matériau puisse être préparé le plus rapidement possible.

4. Facteur de coût pour les matériaux à haute fréquence et les matériaux à haute vitesse.

Cela dépend de la sensibilité au prix du produit, qu'il s'agisse de biens de consommation ou de communications, d'applications médicales, industrielles et militaires.

5. Applicabilité des lois et règlements, etc.

Il doit être combiné avec les réglementations de protection de l'environnement de différents pays pour répondre aux exigences ROHS et sans halogène.

Parmi les facteurs ci - dessus, la vitesse de fonctionnement du circuit numérique à grande vitesse est le facteur principal dans le choix du PCB. Plus la vitesse du circuit est élevée, plus la valeur DF du PCB sélectionné doit être faible. Une carte avec des pertes moyennes et faibles conviendra à un circuit numérique 10Gb / S. Cette carte a des pertes plus faibles et convient aux circuits numériques 25gb / S. Les cartes avec des pertes ultra - faibles s'adapteront à des circuits numériques à grande vitesse plus rapides, qui peuvent atteindre des vitesses de 50 GB / s ou plus.

Considérez DF pour les matériaux à haute fréquence et les matériaux à haute vitesse

Les cartes avec DF entre 0,01 et 0005 conviennent aux circuits numériques 10Gb / S.

Les cartes avec DF compris entre 0005 et 0003 conviennent aux circuits numériques avec une limite supérieure de 25gb / S.

Les cartes dont le DF ne dépasse pas 00015 sont adaptées aux circuits numériques 50gb / s et même à grande vitesse.

Les matériaux courants à haute fréquence et les matériaux à haute vitesse comprennent.

Rogers, ro4003, ro3003, ro4350, ro5880 et autres

2. TUC: tuc862, 872slk, 883, 933, etc.

3. Panasonic, megtron 4, megton 6, etc.

4. Isola, 370 heures, Il y a 408 heures, C'est 620, C'est 680., etc

5. Nelco, N4000 - 13, N4000 - 13 EPSI, etc.

6, Dongguan Sanyi, Taizhou Wanling, Taixing micro - ondes, etc.

Bien sûr, Et beaucoup d'autres plaques haute fréquence, Par exemple Arlon, Racheté par Rogers l'année dernière, Et taconic, Ce sont toutes Plaque micro - ondes RF Usine avec performance garantie.

Ici, nous partageons comment choisir un matériau à haute fréquence et un matériau à haute vitesse, ainsi que les considérations de conception de PCB. Vous devez analyser des cas spécifiques dans des applications pratiques.