マイクロ波技術 - 高周波pcb板の誘電率と誘電損失特性

高周波PCB技術と製品がますます重要な地位を占めていることに伴い、高周波PCBボードの発展も急速に成長している。より重要な点は、低誘電率および低誘電損失率の材料を選択することである。これはPCB高周波板が高速と高周波を実現する重要な性能項目である。本文は基板材料の誘電率と誘電損失の間の関係を討論して、そしてそれらと外部環境の関係を述べて、合理的で、正確にPCBの製造のために各種基板材料を評価して使用する。

はじめに

現在、商用高周波板には主に3つのタイプがあります。

（1）ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）板、（2）熱硬化性ポリフェニレンエーテル、（3）架橋ポリブタジエン基材とエポキシ樹脂複合基材（FR−4）。PTFE基板は誘電損失が小さく、誘電率が小さく、温度や周波数による変化が小さいという利点があり、広く使用されている金属銅箔の熱膨張係数に近い。PTFE、ガラス繊維、セラミックスの組み合わせによって製造された基板、例えばRO 3200、RO 3210、RO 4003などのシリーズは、誘電率2.2〜10.8の要求を満たすことができ、動作周波数範囲は30 MHz〜30 GHzである。PTFEマイクロ波板の製造は急速に発展しているが、対応するプロセスは従来のFR-4印刷回路の製造プロセスから改良されたものである。現在、電子情報製品、特にマイクロ波デバイスの急速な発展、集積度の大幅な向上、デジタル化、高周波、多機能、特殊な環境応用の要求は、汎用PTFE高周波板と製造技術に挑戦している。マイクロ波PCBの高速と高周波特性に対して、主に2つの技術ルートを通じて：一方、この発展は高密度配線、細線とピッチ、小孔径、薄さ、高信頼性の導電と絶縁に作られた。性。これにより、信号伝送距離をさらに短縮し、その伝送損失を低減することができる。一方、高速かつ高周波特性を有する基板材料を用いる必要がある。後者の実現には、業界がこのような基材に対してより深い理解を持ち、研究作業が正確な制御技術方法を探し出し、把握し、それによって選択された基材と製造技術、性能とコストの要求を達成する必要がある。合理的なマッチングの目的を達成する。

高周波PCB板の誘電率と誘電損失特性

基板の誘電率が低いほど信号伝搬が速くなることがわかる。そのため、高い信号伝送速度を得るためには、低誘電率の基板材料を研究し、開発する必要がある。

信号の伝送速度に直接影響するほか、誘電率は特性インピーダンスを大きく決定している。特性インピーダンスに影響を与える主な要因は、（1）基板の誘電率μr、（2）誘電体厚h、（3）線幅w、（4）基板の誘電率が小さいほど特性インピーダンスが大きくなる。

高速回路では、高特性インピーダンス値が必要であり、低誘電率の材料を研究し開発しなければならない。同時に、高速デジタル回路PCBにおいて連続的に安定したインピーダンスを実現するためには、基板材料に安定した誘電率が要求される。

PCB上の信号伝送損失と高周波スライス特性との関係

導体回路上の伝送損失における誘電損失は主に基板材料絶縁層の誘電率（μr）と誘電損失因子（tanμ´）によって決定される。伝送損失への影響はμrとtanμ´の大きさに比例し、媒体動作時の周波数に関係する。同じμrまたはtanμ´では、周波数が高いほど伝送損失が大きくなる。