Технология PCB - метод испытания на диэлектрические константы материалов миллиметровой волны

метод испытания на диэлектрические константы материалов миллиметровой волны

The millimeter wave (mm Wave) frequency was once a section of spectrum reserved for research and development (RD). Однако, millimeter waves have now been widely used. With the expansion of advanced driver assistance systems (ADAS) and its millimeter-wave radar safety systems, and fifth-generation (5G) cellular communication technology to higher frequencies, millimeter-wave frequencies will be used by billions of people around the world. Это означает, что спрос на материалы PCB, поддерживающие 28 ГГц или более высокую частоту, также будет расти.. описание такой высокой частоты плата цепиmaterials, например, the frequency is around 80 GHz, and it is necessary to measure the dielectric constant (Dk) or relative dielectric constant of the материал с миллиметровой частотой. Однако, in such a high frequency range, В настоящее время нет четких отраслевых стандартов.

для большинства материалов платы наиболее важным соображением является диэлектрическая постоянная, так как она влияет на размер схемы в зависимости от частоты работы. поскольку длина волны уменьшается по мере увеличения частоты, особенно при частоте миллиметровых волн, размер схемы становится очень небольшим, и поэтому важно правильно понимать материал схемы Dk. В сущности, диэлектрическая постоянная материала Dk или относительная диэлектрическая постоянная может быть определена как отношение количества заряда, хранящегося в материале между двумя металлическими пластинами, к количеству заряда, хранящегося в металлических пластинах в вакууме или в воздухе. вакуум Dk для "1", любой другой материал Dk выше вакуума.

Основные сведения о Dk

большинство поставщиков материалов для схем используют признанные отраслевые стандартные методы измерений, которые измеряются на конкретных частотах испытаний, таких, как 10 ГГц или ниже. на частотах миллиметровых волн имеются также методы измерения материалов платы Dk, однако эти методы менее известны, чем те, которые используются при низких частотах.

Какие трудности возникают при точном измерении ДК на частотах миллиметровых волн? Измеренные значения Dk материала могут быть проверены на измеренное сырье (MUT) или переработаны в какую - либо справочную схему и испытаны на цепи. характеристики Dk материалов платы, будь то радиочастотные, микроволновые или миллиметровые волны, обычно гетерогенны. Таким образом, при использовании метода испытаний для определения величины Dk материала необходимо также определить ось Z (направление толщины) или плоскость X - Y (длина и ширина материала) Dk. для разных направлений материала эти значения обычно отличаются друг от друга, как правило, от функции частоты. Таким образом, для инженеров - конструкторов миллиметровых схем нельзя предположить, что значение Dk в 10GHz на ось Z равно значению Dk в 60 GHZ на плоскости XY под тем же материалом. для многих грядущих приложений миллиметровых волн и инженеров - конструкторов их схем большое значение имеет точное измерение материалов в цепи на частотах миллиметровых волн.

Критерии отбора кандидатов

есть много способов определить значение Dk для материала на частоте миллиметровых волн. Однако, none of the methods has been accepted as an industry standard test technique by technical standards organizations such as IEEE or IPC. Однако, some Dk test methods provide very good measurement accuracy and repeatability, сделать его кандидатом на получение стандарта измерений Dk миллиметрового диапазона.

метод дифференциальной фазовой длины микрополос является одним из методов измерений ДК миллиметровых волн и может служить потенциальным критерием. это метод проверки на основе схемы. В соответствии с этим методом на измеренных материалах производится несколько каналов передачи 50 ом с различными длинами. Таким образом, при измерении фазового угла двух схем можно получить характеристики dk для измеренных материалов. Поскольку в процессе определения материала Dk могут происходить изменения, обе микросхемы должны быть как можно ближе, с тем чтобы свести к минимуму воздействие изменений в материале Dk. для испытания параметров S и фазовых измерений двух микрополосных схем с различной длиной в МТ вы можете использовать анализатор сети векторов высокой точности (VNA) с частотным охватом до 110 ГГц.

Еще одним способом определения значения Dk для материала платы миллиметрового диапазона является метод кольцевого резонатора, в котором кольцевой резонатор изготовлен на испытательной схеме MUT. размеры и проектные параметры этих резонансных схем точно отражают детали резонансной частоты. при точной обработке кольцевых резонаторов в МТ информация может быть точно выведена из диэлектрической проницаемости материала путем измерения частоты резонанса. с помощью VNA измеряются отклики кольцевых резонаторов, связанных между собой на частотах миллиметрового диапазона, и сопоставляются эти отклики с результатами, основанными на числовых величинах, которые обеспечивает программное обеспечение для вычисления магнитных полей в коммерческих целях (EM), и могут быть получены значения DK MUT в зависимости от размеров и условий цепи входного программного обеспечения.

Конечно, in practical applications, особенно размер миллиметровой схемы, размер схемы и допуск могут привести к изменению резонансной частоты измерений, ошибка, приводящая к значению Dk для измеренного материала. изменение ширины и ширины провода плата цепи(MUT) thickness will also affect the frequency of the ring resonator. Кроме того, the thickness of the copper foil on the ring resonator circuit may vary across the circuit board. изменение толщины меди в цепи влияет на гармоничную частоту связи между зазором и кольцевым резонатором. поэтому, when applying the ring resonator test method to determine the Dk of the плата цепиmaterial at millimeter wave frequencies, необходимо свести к минимуму изменение толщины меди в цепи. Crucial.

Этот метод является классическим из многих зрелых методов плата цепиmaterials Dk value testing technologies, промышленный метод измерения и анализа плата цепиmaterials Dk at millimeter wave frequencies. Оба метода тестирования основаны на схемах, можно также использовать другие методы тестирования на основе сырья.

у вас есть какие - нибудь вопросы по проектированию или переработке? Специалисты Роджерса могут помочь вам. Теперь вы можете обратиться к официальному сайту Роджерса "центр технической поддержки", обратитесь к инженеру за помощью.