PCB Teknik - PCB üreticisi fr4 dielektrik konstantünün ne olduğunu açıkladı

FR-4 çarşaf epoksi resin + cam çarşafından yapılmış iki taraflı bakır çarşafı PCB çarşafıdır. fr4 bakır çarşafı genelde kullanılır ve fr4 dielektrik sabit havaya bağlı 4.2-4.7. fr4 dielektrik sabit sıcaklığıyla değişir ve maksimum değişiklik menzili 0-70 derece sıcaklık menzilinde %20'e ulaşabilir. Diyelektrik konstantünün değişikliği satır gecikmesinde %10 değişikliğine neden olur. Sıcaklığı daha yüksek, gecikme daha yüksek. Diyelektrik konstantı da sinyal frekansları ile değiştirir. Frekans daha yüksektirse, fr4 dielektrik constant daha küçük. Genelde, fr4 dielektrik sabitinin klasik değeri 4.4. Görüntüde gösterdiği gibi diyelektrik daimi frekans ile değişir.

fr4 dielectric constant

fr4 dielektrik constant (Dk, Er) ortamda elektrik sinyalin yayıldığı hızı belirliyor. Elektrik sinyalinin propagasyon hızı, dielektrik konstantünün kare köküne tersiyle proporcional. Diyelektrik konstantünü aşağıya düşürürse sinyal transmisi hızını daha hızlı. Sahilde koştuğun gibi canlı bir analoji yapalım. Su derinliği bileklerini doldurur. Suyun viskozitesi dielektrik konstantüdür. Su daha fazla görünüyor, dielektrik konstantlerini daha yüksek ve çalıştığınız daha yavaş.

Diyelektrik konstantı ölçülemek veya tanımlamak çok kolay değil. Sadece ortamın özellikleriyle bağlantılı değil, aynı zamanda test metodu, test frekansiyeti ve test sırasında ve materyal durumu ile bağlantılı. Diyelektrik konstantı da sıcaklığıyla değişir. Bazı özel materyaller gelişimdeki sıcaklık faktörünü hesaplıyor. Uyuşturucu da dielektrik konstantlerine etkileyen önemli bir faktördür, çünkü su diyelektrik konstantı 70'dir ve çok küçük ısık önemli değişikliklere sebep olacak.

FR-4 çarşaf dielektrik kaybı: dielektrik davranışlığı ve dielektrik polarizasyonunun histerisi etkisi yüzünden bir elektrik alanın eyleminde insulating maddelerin nedeni olan enerji kaybı. Ayrıca dielektrik kaybı olarak adlandırılmış. Dönüştürücü bir elektrik alanın eylemi altında, şu anki fazor ve dielektrik içinde akışan voltaj fazor arasında dahil edilen açının (güç faktör açı Î)" katılan bir açı, dielektrik kaybı açı denir. fr4 çarşafının dielektrik kaybı genellikle 0,02 ve dielektrik kaybı frekansların arttırılmasıyla arttırılacak.

TG, fr4 çarşafının değeri: aynı zamanda cam geçiş sıcaklığı, genellikle 130 derece Celsius, 140 derece Celsius, 150 derece Celsius, 170 derece Celsius.

fr4 çarşafının geleneksel kalınlığı

Genelde kullanılan kalınklar: 0.3mm, 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.8mm, 1.0mm, 1.2mm, 1.5mm, 1.6mm, 1.8mm, 2.0mm, tabloyun kalın hatası fr4 plate fabrikasının üretim kapasitesine dayanılması gerekiyor.

Fra4 bakra çarpılmış laminatlar için sıradan bakra kalıntıları: 0,5 ounce, 1 ounce, 2 ounce ve diğer bakra kalıntıları da kullanılır. Bu ipcb danışmalarına göre belirlenmeli.

Yüksek hızlı PCB ve yüksek frekans PCB'de yer alan önemli bir optik etkisi de önemlidir. PCB'de farklı sinyaller izlerinde farklı hızlarda yayılır.

Diğer materyaller gibi, fr4'in yayılması PCB izlerindeki seyahat pulsleri ve dalgaları etkiler. Fiziksel prensipler, dağıtımı tanımlayan fiziksel prensipler çok bilinir ve PCB'lerde sinyal davranışlarının analitik modellerini geliştirmek için kullanılabilir.

Mühendislik veya fizik sınıflarını hatırlamayabilenler için, bir materyaldeki dielektrik konstantü (ve böylece refraktif indeks) elektromagnetik dalga yayılmasının frekansiyonunun bir fonksiyonudur. Bu yüzden bir prism beyaz ışığı yağmur renklerine ayırmak için kullanılabilir. Aynı şekilde, elektromagnetik dalgaların absorbsyon hızı da elektromagnetik dalgaların frekansiyonu.

Bu, fr4 PCB üzerinde birçok etkisi olacak. Bu etkiler, hızlı PCB veya yüksek frekans PCB uygulamalarında özellikle önemlidir. Frekans ile fr4 dielektrik konstantünün değişimini dağıtım olarak adlandırır. Bu, PCB izlerinde farklı hızlarda yayılacak elektrik pulsuyla farklı frekans komponentlerini neden ediyor. Pozitif dağıtım durumunda (dielektrik konstantü frekans ile artıyor), yüksek frekans komponentleri yükünün düşük frekans komponentlerinden daha sonra ve tersine ulaşır.

Dijital puls aslında sadece analog dalgaların süper pozisyonudur ve her frekans komponenti üzerinde yayılma etkisi biraz farklıdır. fr4 sinyal propagasyon hızı ile negatif yayılması olabilir, fakat substrata pozitif yayılması ile laminat yerleştirmesi sinyal bozulması ve kaybını azaltmak için ödüllendirebilir.

Dijital pulsuzdaki frekans spektrumunun çoğu (yaklaşık 75%) değiştirme frekansiyeti ve diz frekansiyeti arasında konsantre edilir. Diz frekansı sinyal yükselmesi zamanının karşısındaki üçte biridir. Doğru bir yaklaşım sadece değiştirme frekansında yayıldığını düşünüyor, fakat bu yaklaşım sadece düşük ve orta dağılmak için uygun.

fr4'nin kaybı tanjansı, yaklaşık 100 KHz'de hızlı artmaya kadar frekans ile değişir ve sonra yaklaşık 100 GHz'e kadar sürekli artır. Bu yüzden, düşürme daha yüksek frekanslarda daha büyük, fakat dijital puls yüzünden yayılma fazla şiddetli değil. Daha düşük frekanslar ve veri oranları üzerinde, uzanma daha önemlidir, bu da izler uzunluğunun uyumsuz toleransına etkiler.

Analog sinyalleri ile karşılaştırıldı, fr4 üzerindeki PCB izleri GHz menzilindeki analog sinyal uygulamaları için özellikle kullanılan diğer PCB materyallerinden daha yüksek kaybı vardır. Bu yüzden, yüksek hızlı/yüksek frekans uygulamaları için fr4 tahtaları kayıpları azaltmak için yüksek hızlı laminatlar ve fr4'in içindeki negatif dağıtımın karşılığını almak için karşılık vermelidir. Ayrıca, özellikle RF uygulamaları için diğer materyaller kullanmalısınız.

Birim uzunluğunda devre model in in yayılmasını düşünüyoruz. Diğer sözleriyle, bir transmis çizgisini modellemek için önemli parametreler, yöneticinin seri dirençliği ve seri incelencidir, dielektrik paralel davranışı ve yöneticinin ve dönüş yolu arasındaki kapasitesi. Buradaki önemli nokta, kaçak davranışların değişikliklerini ve frekans ile fr4 dielektrik konstantlerini düşünmek.

fr4 materyalinin davranışlığı statik komponente ve frekans bağlı komponente bölünmüştür, sonuncusu dielektrik kaybına ve frekanslara proporcional. Aynı zamanda, fr4 dielektrik konstantü, altı frekanslarda yüzeysel yüklerin veya dipol oscillatiyonların heyecanlandırmasına neden olan bir frekans fonksiyonudur.

fr4 PCB için devre modeli inşa etmek üzere toplam kapasitet ve paralel davranışı fr4'deki ilgi sinyalinin frekansında belirlenmeli. Dört davranışlarını modellendirirken, bu değerler fr4 masasındaki izlerin devre modelinde dahil olmalı. İçindeki hesaplamalar temel, fakat değerleri yanlış almak modelinizin gerçek durumlara uygun olmayan sonuçlarına sebep olabilir.

Elbette, devre tahtasının her parçasının iletişim hatlarını analiz etmek için denklemler kullanabilirsiniz ama SPICE tabanlı devre simülatörünü de kullanabilirsiniz. İlgilendiğiniz frekans frekanslarında fr4 PCB altyapısı için doğru sürücü ve kapasite değerlerini dahil etmelisiniz.

Ayrıca, relevant frekanslarda fr4 dielektrik konstantünü belirlediğiniz için, 3D alan çözücüsünde doğru değeri dahil edebilirsiniz. Bu sizi radyasyon alanlarını kontrol etmenizi sağlar ki tüm aygıtlar ya da çoklu masaüstü tasarımında sinyal integritet sorunlarına sebep olabilir.