PCBニュース - PCB基板は遅延線の安定性を決める鍵である

PCB基板は遅延線の安定性を決める鍵である

に PCB 回路, 遅延線は、アナログ回路およびデジタル回路の信号を調整するのに使用される非常に有用な構造要素である. 高周波高速遅延線の主な特徴は、動作帯域幅を含む, 遅延時間, 作業帯域幅内の挿入損失, リターンロス, 定在波比, 立ち上がり時間と遅延安定性. 遅延回路は異なる回路構成要素によって実現することができる, 同軸線のような, バルク音波成分, 弾性表面波成分, etc., しかし、選択 PCB 材料は遅延線の最終性能に重大な影響を与える. 全体の中間点定数の均一性 PCB との均一性 PCB 厚さは、性能の均一性と遅延線の期待される効果に大きく影響する. 全く単純に, ストリップラインまたはマイクロストリップ回路かどうか, の誘電率dkの整合性は良好である PCB, 材料の厚さの一貫性, における遅延線の安定性 PCB.

回路の遅延線の主な機能は、電磁信号伝達媒体として作用することである。伝送媒体が空気の場合、電磁信号の伝播速度は毎秒30万キロメートルの速さに等しい。設計者が通常使用するPCBサイズを考慮すると、光の速度は11.8インチ／ナノ秒または300 mm／ナノ秒で計算することができる。電磁波信号がPCBなどの他の媒体を伝搬するとき、信号の伝搬速度はPCBの誘電率のような材料特性の影響により遅くなる。全ての回路材料の誘電率は1以上であり、回路材料に電磁波が伝搬する場合、より高い誘電率は、より大きな電荷容量と低い伝搬速度を意味する。

信号線について PCB, 電磁信号の伝搬速度は、誘電率の平方根によって分割される光の速度に等しい. 真空および空気の誘電率dkは1であると考えられる. したがって, 伝播媒体として空気を使用する場合, 電磁波の伝搬速度は変化しない. 誘電率4のFR - 4材料, 電磁信号が伝播するとき, 伝搬速度は誘電率の平方根で割った光の速度に等しい, それで, 2で割られる. したがって, FR - 4材料における信号の伝搬速度は、空気または真空中の伝搬速度の半分である.

無線周波数マイクロストリップ遅延線, 電磁界は、金属導体及び誘電材料の組み合わせを通過する, を含む PCB 回路導体の下の誘電体および回路の上の空気. 無線周波数ストリップ遅延線, 電磁界は、回路の上方の空気と、その誘電体材料を通過する PCB 回路以下. これは、異なる回路層を接続するためにビアを使用する多層回路に特に当てはまる. コプレーナ導波路はまた、無線周波数マイクロ波遅延線, との違い PCB 材料 characteristics 例えば dielectric 材料 thickness and copper wire thickness tolerance will have a significant impact on the performance of the delay line.

もちろん, 特に PCB material, 回路処理技術と組立技術は遅延線の性能整合性に密接に関連している. 理想的に, の厚さと誘電率の偏差が PCB 材料は非常に小さく、一貫性は非常に良いです, 異なる特性の違い PCB 材料は遅延線の性能の違いに変換される. 回路接続点などの要因に起因する望ましくないキャパシタンス効果は最小化されるべきである, キャパシタンスの増加が遅延時間の増加につながるので. 良好な電気性能安定性を確保するために, the PCB 遅延線は大面積グランドプレーンで設計しなければならない.

実際の遅延線回路設計では，適切なpcb材料を見つけることは，多数の因子を包括的に量らなければならない。優れた性能の観点から、Shiqiangに代表されるロジャース社のRT 5880回路材料はPTFEに基づいており、ガラスマイクロ光ファイバによって硬化される。RT 5880の回路材料は、極性誘電率と非常に小さい公差を有し、dkは2.2であり、公差は0.02である。同時に、その損失係数も非常に小さく、様々なラミネートのサイズと厚さ（最薄は0.005インチまで）することができます。RT 5880を使用して遅延線を設計する場合、遅延線の影響を低減するために、厚さを厳密に制御することができる。もちろん、良いパフォーマンスは、より高いコストをしばしば意味します。低いdk値と超低dk耐性を持つpcb材料は他の材料より幾分高価である。これらの材料は、しばしば最も厳しい回路装置（例えば軍事電子装置）で使われます。

材料の性能とコストを考慮すると、ロジャースのRO 3003材料はまた、PTFEに基づいており、セラミックスによって強化されています。RO 3003の誘電率は3.00であり、許容範囲は0.04であり、その損失係数も非常に小さく、遅延線の性能に対する影響を低減するために、厚さを正確に制御することは容易である。ロジャースは、ラミネートのための非常に費用効果の高いPCB材料である。10 GHzでは、RO 4835のZ軸比誘電率は3.48であり、許容範囲は0.05である。無鉛プロセスと互換性があることに加えて、材料の厚さのずれも非常に小さく、製品コストを低減するためにFR−4材料標準プロセスで処理することができる。異なる設計要件を満足させるためには、銅箔の材料厚さ及び厚さは広い範囲であり、薄い厚さは0.0066インチである。

遅延線の設計目標を達成するために, の選択に加えて PCB material, 多くの要因を考慮する必要がある. 無線周波数マイクロ波回路の各インターフェースは、遅延線の遅延時間を増加させる. For PCB回路基板 that use coaxial connectors for signal transmission, 回路基板とコネクタとの間のインターフェースは、遅延時間変化を導入する. これらのインターフェースまたは信号遷移点は、回路の遅延時間変動を低減するために、両端で可能な限り一貫しているべきである. 積層材料 非常に小さいDK耐性を提供できる, 遅延線の性能一貫性要求を満たすための精密な厚み制御と低損失性能レベル.