Teknologi Microwave - Pemilihan PCB mikrogelombang dan RF

Dengan pembangunan komunikasi tanpa wayar dan rangkaian jalur lebar, PCB tidak lagi hanya meletakkan wayar logam pada beberapa substrat yang mengisolasi untuk menyadari sambungan. Dalam banyak kes, substrat dan konduktor logam telah menjadi sebahagian daripada unsur fungsi. Terutama dalam aplikasi RF, komponen berinteraksi dengan substrat. Oleh itu, desain dan penghasilan PCB mempunyai kesan penting pada fungsi produk. Seperti yang dipaparkan dalam Gambar 1 di sebelah kiri, konduktor pada bahagian biasa plat mikrogelombang adalah unsur.

Kami penghasil PCB juga lebih terlibat dalam perkara yang berkaitan dengan desain, terutama dalam penghantaran isyarat frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi. Sama seperti, para desainer mesti mempunyai pemahaman dalam proses penghasilan PCB untuk menghasilkan secara keseluruhan PCB berkualiti dan prestasi tinggi.

Mulai dari isu ini, kita akan memperkenalkan beberapa parameter yang sering kita hubungi, dan membuat beberapa perbincangan teknikal dari rendah ke dalam, berharap untuk mendalam komunikasi dan pertukaran antara rancangan dan penghasilan.

1. Permanen dielektik

Pemalar dielektik (DK, ε, Er) menentukan kelajuan pada mana isyarat elektrik berkembang dalam medium. Kelajuan penyebaran isyarat elektrik adalah secara bertentangan dengan punca kuasa dua konstan dielektrik. Semakin rendah konstan dielektrik, semakin cepat kelajuan penghantaran isyarat. Mari kita buat analogi imej. Aku hanya ingin kau lari di pantai. Kedalaman air tenggelam kaki awak. Viskositi air adalah konstan dielektrik. Semakin lebar air, semakin tinggi konstan dielektrik, dan semakin lambat anda berjalan.

Pemalar dielektrik tidak mudah diukur atau ditakrif. Ia tidak hanya berkaitan dengan ciri-ciri medium sendiri, tetapi juga berkaitan dengan kaedah ujian, frekuensi ujian, keadaan bahan sebelum dan semasa ujian. Pemalar dielektrik juga akan berubah dengan perubahan suhu. Faktor suhu dipertimbangkan dalam pembangunan beberapa bahan istimewa. Humiditi juga faktor penting yang mempengaruhi konstan dielektrik, kerana konstan dielektrik air adalah 70, dan sedikit air akan menyebabkan perubahan yang signifikan

Berikut adalah konstan dielektrik bagi beberapa bahan biasa (pada 1MHz):

Permanen dielektrik bahan

Ia boleh dilihat bahawa untuk aplikasi kelajuan tinggi dan frekuensi tinggi, bahan yang paling ideal adalah medium udara dibungkus oleh foil tembaga, Dan toleransi tebal adalah + / - 0.00001 ". Sebagai pembangunan bahan, semua orang bekerja dalam arah ini. Contohnya, bulu yang dikembangkan oleh Paten Arlon sangat sesuai untuk aplikasi antena stesen asas. Namun, tidak semua desain berdasarkan fakta bahawa semakin kecil konstan dielektrik, semakin baik. Ia sering bergantung pada beberapa desain sebenar. Beberapa sirkuit yang memerlukan volum sangat kecil sering memerlukan bahan dengan konstan dielektrik tinggi, seperti AR1000 Arlon, yang digunakan dalam desain sirkuit miniatur. Beberapa reka-reka, seperti penyembah kuasa, biasanya menggunakan konstan dielektrik 2.55 (seperti Arlon diclad527, ad255, dll.) atau konstan dielektrik 3.5 (seperti AD350, 25N / FR, dll.) Terdapat juga yang dengan konstan dielektrik 4.5 (seperti ad450), yang terutama diubah dari reka-reka FR-4 kepada aplikasi frekuensi tinggi, dan berharap menggunakan reka-reka sebelumnya

Selain mempengaruhi kelajuan penghantaran isyarat secara langsung, konstan dielektrik juga menentukan keterlaluan karakteristik dalam jumlah besar. Dalam bahagian yang berbeza, persamaan impedance karakteristik adalah sangat penting dalam komunikasi microwave. Jika terdapat ketidaksepadan impedance, ketidaksepadan impedance juga dipanggil VSWR (nisbah gelombang berdiri)

Tidak.

Cter: kerana perubahan konstan dielektrik dengan suhu, dan bahan yang digunakan dalam aplikasi gelombang mikro sering berada di luar dan bahkan persekitaran ruang, aksara (koeficient panas ER) juga adalah parameter kunci. Beberapa PTFE diisi dengan serbuk keramik boleh mempunyai ciri-ciri yang sangat baik, seperti CLTE

2. Kehilangan, tangen kehilangan, DF, faktor penyebaran

Selain konstan dielektrik, faktor kehilangan adalah parameter penting yang mempengaruhi karakteristik elektrik bahan. Kehilangan dielektrik juga dikenali sebagai tangen kehilangan, faktor kehilangan, dll. Ia merujuk kepada kehilangan isyarat dalam medium, atau kehilangan tenaga. Ini kerana apabila isyarat frekuensi tinggi (ia berubah terus-menerus diantara fasa positif dan negatif) melewati lapisan dielektrik, molekul di tengah cuba untuk mengarah mengikut isyarat elektromagnetik ini, walaupun sebenarnya, kerana molekul-molekul ini adalah salib-terhubung dan tidak boleh benar-benar mengarah, tetapi perubahan frekuensi membuat molekul bergerak terus-menerus, - menghasilkan banyak panas, menghasilkan kehilangan tenaga. Beberapa bahan, seperti molekul PTFE, adalah tidak kutub, jadi mereka tidak akan terpengaruh oleh medan elektromagnetik, dan kerugian adalah kecil. Sama seperti, faktor kehilangan juga berkaitan dengan frekuensi dan kaedah ujian. Hukum umum adalah semakin tinggi frekuensi, semakin besar kehilangan

Contoh yang paling intuitif adalah penggunaan kuasa dalam transmisi. Jika kehilangan desain sirkuit kecil, kehidupan bateri boleh meningkat secara signifikan; Apabila menerima isyarat, bahan yang hilang digunakan untuk meningkatkan sensitiviti antena kepada isyarat dan membuat isyarat lebih jelas

Resin epoksi FR4 yang biasanya digunakan (dk4.5) mempunyai polariti relatif kuat. Pada 1GHz, kehilangan adalah kira-kira 0.025, sementara kehilangan substrat PTFE (dk2.17) adalah 0.0009. Berbanding dengan poliimid penuh kaca, poliimid penuh kuarz tidak hanya mempunyai konstan dielektrik rendah, tetapi juga mempunyai kehilangan rendah, kerana kandungan silikon adalah murni.