Data PCB - Kekuatan dielektrik FR4

Nilai kekuatan dielektrik fr4 biasa julat dari 800v/mil hingga 1500v/mil. Kekuatan elektrik ditentukan dengan meletakkan bahan PCB dalam denyut tenaga tinggi pendek pada frekuensi kuasa AC piawai.

Bahan FR4 mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi, yang berkontribusi kepada prestasi insulasi elektrik. Menurut kaedah weaving serat kaca, resin, dan tebal, kekuatan dielektrik Fr4 adalah 45-70 kV/mm, yang bermakna ia memerlukan tindakan perlindungan tertentu untuk menjaga keselamatannya. Koeficien pengembangan panas merujuk kepada perubahan panjang bahan di bawah perubahan suhu, biasanya diungkap dalam ppm/° C.Pemalaman dielektrik (Dk) FR4 bervariasi dalam julat 3.8 hingga 4.8 MHz.

FR4 adalah bahan laminat epoksi terkuat serat kaca yang biasanya digunakan dengan sifat elektrik dan mekanik yang baik. Dalam medan elektronik, konstan dielektrik FR4 adalah parameter prestasi yang penting.

Pemalar dielektrik FR4 biasanya diantara 4 dan 6, yang merupakan julat nilai relatif tinggi. Ini membuat FR4 bermain peran penting dalam desain sirkuit elektronik. Pertama, konstan dielektrik tinggi FR4 memungkinkannya untuk mengisolasi garis isyarat berbeza secara efektif dalam sirkuit, menghindari gangguan antara isyarat. Kedua, konstan dielektrik tinggi juga boleh meningkatkan nilai kapasitasi kondensator dan meningkatkan prestasi sirkuit.

Hubungan antara kekuatan dielektrik dan konstan dielektrik

1.Konsep

a:Kekuatan dielektrik adalah ukuran kemampuan bahan untuk menahan tenaga tinggi tanpa menghasilkan kerosakan dielektrik. Sampel ditempatkan diantara elektrod dan tekanan yang dilaksanakan meningkat melalui satu siri langkah sehingga kerosakan dielektrik berlaku, untuk mengukur kekuatan dielektrik.

b:konstan dielektrik digunakan untuk mengukur prestasi pengisih dalam menyimpan tenaga elektrik.Ia adalah nisbah kapasitasi antara dua plat logam menggunakan bahan pengisihan sebagai medium kepada kapasitasi antara dua plat yang sama menggunakan udara sebagai medium atau vakum. Pemalar dielektrik mewakili darjah polarizasi dielektrik, iaitu kemampuan untuk mengikat muatan. Semakin besar konstan dielektrik, semakin kuat kemampuan untuk mengikat muatan.

2.Kesan suhu pada konstan dielektrik

Suhu juga mempunyai kesan yang signifikan pada ciri-ciri bahan, kerana ia mempengaruhi interaksi antara molekul. Secara umum, semasa suhu meningkat, interaksi antara molekul lemah, menghasilkan penurunan polarizasi dan penurunan konstan dielektrik. Namun, kerana peningkatan pergerakan molekul disebabkan oleh meningkat suhu, kerosakan susah berlaku di bawah tindakan medan elektrik luaran, dan kekuatan dielektrik juga akan menurun sesuai dengan itu.

3.Kenalan

Kekuatan dielektrik merujuk kepada kekuatan medan elektrik maksimum bahan boleh menahan dalam medan elektrik. Jika kekuatan medan elektrik melebihi kekuatan dielektrik bahan, bahan akan mengalami kerosakan elektrik. Semakin besar konstan dielektrik, semakin kuat resistensi bahan terhadap medan elektrik, dan ia juga bermakna kekuatan dielektrik bahan itu lebih tinggi.

Pemalar dielektrik adalah kuantiti fizik yang menggambarkan kemampuan bahan untuk bertindak balas kepada medan elektrik, mencerminkan kelajuan penyebaran medan elektrik dalam bahan. Semakin tinggi konstan dielektrik, semakin lambat kelajuan penyebaran medan elektrik dalam bahan.

Konstant Dielektrik FR4 melawan Frekuensi

Konstant dielektrik bahan FR4 menurun pada frekuensi tinggi, biasanya menurun hampir 4.0 dari nilai biasa 4.7 pada frekuensi isyarat di atas 5 GHz, perubahan yang kritikal untuk reka PCB. Perubahan ini, dikenali sebagai penyebaran, menyebabkan isyarat dengan komponen frekuensi yang berbeza untuk menyebar melalui aliran PCB pada kelajuan yang berbeza, yang akhirnya mungkin menyebabkan penyelesaian isyarat.

Kelajuan Propagasi Isyarat

Apabila konstan dielektrik berbeza dengan frekuensi, kelajuan fasa dan kelajuan kumpulan isyarat terpengaruh. Kelajuan fasa adalah secara bertentangan dengan punca kuasa dua bagi konstan dielektrik, yang bermakna penurunan konstan dielektrik mempercepat penyebaran isyarat. Namun, kelajuan penyebaran tidak konsisten ini boleh menyebabkan perbezaan fasa diantara komponen frekuensi berbeza isyarat apabila ia mencapai akhir penerimaan, yang akhirnya boleh menyebabkan gangguan dan degradasi integriti isyarat.

Tingkatkan kehilangan isyarat

Pada frekuensi tinggi, faktor kehilangan (Df) bahan FR4 meningkat secara signifikan. Ini bermakna semasa penghantaran isyarat, kekuatan isyarat akan berkurang secara perlahan disebabkan kehilangan dielektrik, yang mungkin menyebabkan gangguan isyarat. Kehilangan ini sangat signifikan dalam pemindahan isyarat digital kelajuan tinggi kerana semakin tinggi frekuensi, semakin besar penyesalan isyarat.

Dalam ringkasan, perubahan pada konstan dielektrik bahan FR4 pada frekuensi tinggi boleh menyebabkan:

Pencerahan isyarat: Sebab kelajuan penyebaran tidak konsisten bagi komponen frekuensi berbeza, sambungan lambat-masa boleh dipicu, menyebabkan penyebaran bentuk gelombang isyarat.

Perkurangan isyarat: Tingkat faktor kehilangan boleh menyebabkan penghancuran cepat isyarat semasa penghantaran, mempengaruhi kekuatan isyarat dan kepercayaan.

Strategi Pemilihan Material: Apabila merancang sirkuit frekuensi tinggi, ia mungkin perlu mempertimbangkan menggunakan bahan-bahan dengan konstan dielektrik yang lebih rendah dan kehilangan yang lebih rendah, seperti keramik atau PTFE, untuk menjaga integriti isyarat.

Kekuatan dielektrik FR4 adalah ukuran kekuatan elektrik bahan sebagai pengasingan, dan semakin tinggi kekuatan dielektrik, semakin baik kualitinya sebagai pengasingan. Apabila kekuatan medan listrik melebihi kekuatan dielektrik bahan, bahan ini mungkin mengalami kerosakan atau kerosakan listrik, yang menyebabkan peningkatan secara tiba-tiba dalam kegagalan semasa dan listrik.