如何選擇高頻資料和高速資料

2023-01-20

Author：iPCB

選擇時 高頻資料 以及用於高頻電路的PCB的高速資料, 應特別考慮PCB資料的DK值及其在不同頻率下的變化特性. 對於聚焦於高速訊號傳輸或特性阻抗控制的要求, 測向及其在頻率條件下的效能, 將調查溫度和濕度.

通常，高頻資料和高速資料在頻率變化的條件下，DK和DF值呈現出較大變化的規律。特別是在1MHz到1GHz的頻率範圍內，它們的DK和DF值變化更明顯。例如，普通環氧樹脂玻璃纖維布基基材普通FR-4.在1MHz頻率下的DK值為4.7，而在1GHz頻率下DK值變為4.19。在1GHz以上，其DK值變化緩慢。變化趨勢是隨著頻率的新增而减小，但變化幅度不大。例如，在10GHz時，FR-4的DK值通常為4.15。具有高速和高頻特性的基底資料的DK值隨頻率的變化而略有變化。在從1MHz到1GHz的變化頻率下，DK大部分保持在0.02的範圍內。在從低到高的不同頻率條件下，其DK值有輕微下降的趨勢。

由於頻率變化的影響，高頻資料和高速資料的介電損耗因數DF的變化大於DK，特別是在高頻範圍內。其變化規律趨於新增。囙此，在評估基材的高頻特性時，其研究的重點是其DF值的變化。對於具有高速和高頻特性的基底資料，有兩種不同類型的常見基底資料。其一是其測向值隨頻率變化很小。另一種類型在變化範圍內與一般基材相似，但其DF值較低。

高頻PCB

如何選擇高頻資料和高速資料？

PCB資料的選擇必須在滿足設計要求、大規模生產和成本之間取得平衡。簡而言之，設計要求包括電力和結構可靠性。通常，當設計頻率大於GHz的高速PCB時，PCB資料問題將更加重要。例如，當前FR-4資料在幾個GHz頻率下具有大的介電損耗，這可能不適用。

PCB的高頻資料和高速資料是什麼？

例如，10Gb/S高速數位信號是一個方波，可以看作是不同頻率的正弦波訊號的疊加。囙此，10Gb/S包含許多不同的頻率訊號。 5Ghz基本訊號、3階15GHz、5階25GHz、7階35GHz訊號等。數位信號的完整性和上下邊緣的陡峭度與RF微波數位信號的高頻諧波部分相同，在微波頻帶內實現低損耗和低失真傳輸。囙此，在許多方面，高速數位電路PCB的資料選擇與RF和微波電路的要求相似。

在實際工程操作中，高頻資料和高速資料的選擇看似簡單，但需要考慮的因素很多。通過本文的介紹，作為一名PCB設計工程師或高速專案負責人，我對板材的特性和選擇有了一定的瞭解。瞭解金屬板的電力效能、熱效能、可靠性等。並且合理地使用堆疊來設計具有高可靠性和良好加工性的產品，並優化各種因素的考慮。

以下將介紹選擇合適的高頻資料和高速資料的主要考慮因素。

1.PCB的可製造性。

例如，多重壓制效能、溫度效能、CAF/耐熱性、機械韌性、良好的可靠性和防火等級如何。

2.PCB與產品匹配效能，如電力、效能穩定性等。

低損耗，穩定的Dk/Df參數，低色散，隨頻率和環境的變化係數小，資料厚度和膠含量公差小，阻抗控制好，如果佈線較長，則考慮低粗糙度銅箔。此外，高速電路設計在早期需要模擬，模擬結果是設計的參攷標準。 “星森科技安捷倫高速/RF聯合實驗室”解决了類比結果與測試不一致的效能問題，並做了大量類比與實際測試的閉環驗證，可以通過獨特的方法實現類比與實際測量的一致性。

3.及時提供PCB資料。

許多高頻資料和高速資料的採購週期非常長，甚至長達2-3個月。除了庫存的常規高頻板RO4350，許多高頻板需要客戶提供。囙此，高頻板需要提前與製造商溝通，以便儘快準備資料。

4.高頻資料和高速資料的成本因素。

這取決於產品的價格敏感性，無論是消費品還是通信、醫療、工業和軍事應用。

5.法律法規等的適用性。

它應與不同國家的環境保護法規相結合，以滿足RoHS和無鹵素要求。

在上述因素中，高速數位電路的操作速度是PCB選擇的主要因素。電路速度越高，所選PCB的Df值應越小。具有中等和低損耗的電路板將適合10Gb/S數位電路。該板具有較低的損耗，適用於25Gb/s數位電路。具有超低損耗的板將適應更快的高速數位電路，其速度可以達到50Gb/s或更高。

考慮高頻資料和高速資料的Df

Df在0.01-0.005之間的電路板適用於10Gb/S數位電路。

Df在0.005-0.003之間的電路板適用於上限為25Gb/S的數位電路。

Df不超過0.0015的電路板適用於50Gb/S甚至高速數位電路。

常見的高頻資料和高速資料包括。