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不能不知道的高頻高速板材選擇方法

文章來(lái)源: 智力創(chuàng)電路板     閱讀次數(shù):1561     發(fā)表時(shí)間:2023-01-06    

[導(dǎo)讀]:在選擇PCB板時(shí),我們必須在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求、批量生產(chǎn)和成本之間取得平衡。簡(jiǎn)而言之,設(shè)計(jì)要求包括電氣和結(jié)構(gòu)可靠性。在設(shè)計(jì)高速PCB板(頻率大于GHz)時(shí),這個(gè)問(wèn)題通常更為重要。例如,常用的FR-4材料在幾個(gè)GHz頻率下具有較大的介電損耗DF(介電損耗),這可能不適用。

例如,10Gb/s的高速數(shù)字信號(hào)是方波,可以將其視為不同頻率正弦波信號(hào)的疊加。因此,10Gb/s包括許多不同的頻率信號(hào):5GHz的基頻信號(hào)、三階15GHz、五階25ghz、七階35GHz信號(hào),等。保持?jǐn)?shù)字信號(hào)的完整性和上下邊緣的陡度與射頻微波的低損耗和低失真?zhèn)鬏敚〝?shù)字信號(hào)的高頻諧波部分到達(dá)微波頻帶)相同。因此,在許多方面,高速數(shù)字電路PCB的材料選擇與射頻微波電路相似。


高頻高速板材選擇方法


在實(shí)際工程操作中,高頻板的選擇看似簡(jiǎn)單,但仍有許多因素需要考慮。通過(guò)本文的介紹,作為PCB設(shè)計(jì)工程師或高速項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,我對(duì)板材的特性和選擇有了一定的了解。了解板材的電氣性能、熱性能和可靠性。合理使用層壓,設(shè)計(jì)出可靠性高、加工性能好的產(chǎn)品,并對(duì)各種因素進(jìn)行優(yōu)化考慮。




下面將分別介紹,選擇合適的板材主要考慮因素:




1、可制造性:


例如,多重壓制性能、溫度性能、CAF/耐熱性、機(jī)械韌性(附著力)(良好的可靠性)和防火等級(jí)如何;


2、與產(chǎn)品匹配的各種性能(電氣、性能穩(wěn)定性等):


低損耗,穩(wěn)定的Dk/Df參數(shù),低色散,隨頻率及環(huán)境變化系數(shù)小,材料厚度及膠含量公差?。ㄗ杩箍刂坪茫绻呔€(xiàn)較長(zhǎng),考慮低粗糙度銅箔。另外一點(diǎn),高速電路的設(shè)計(jì)前期都需要仿真,仿真結(jié)果是設(shè)計(jì)的參考標(biāo)準(zhǔn)。“興森科技-安捷倫(高速/射頻)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”解決了仿真結(jié)果和測(cè)試不一致的業(yè)績(jī)難題,做過(guò)大量的仿真和實(shí)際測(cè)試閉環(huán)驗(yàn)證,通過(guò)獨(dú)有方法能做到仿真和實(shí)測(cè)一致。


損耗低,Dk/DF參數(shù)穩(wěn)定,色散低,隨頻率和環(huán)境的變化系數(shù)小,材料厚度和膠含量的公差?。己玫淖杩箍刂疲H绻季€(xiàn)較長(zhǎng),則考慮低粗糙度銅箔。另一方面,在高速電路設(shè)計(jì)的早期階段需要進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果是設(shè)計(jì)的參考標(biāo)準(zhǔn)。“興森科技-安捷倫(高速/射頻)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”解決了模擬結(jié)果與測(cè)試不一致的性能問(wèn)題。它對(duì)仿真和實(shí)際測(cè)試進(jìn)行了大量的閉環(huán)驗(yàn)證,并通過(guò)獨(dú)特的方法實(shí)現(xiàn)了仿真和實(shí)際測(cè)量的一致性。


3、材料的可及時(shí)獲得性:


很多高頻板材采購(gòu)周期非常長(zhǎng),甚至2-3個(gè)月;除常規(guī)高頻板材RO4350有庫(kù)存,很多高頻板都需要客戶(hù)提供。因此,高頻板材需要和廠(chǎng)家提前溝通好,盡早備料;


4、成本因素Cost:


看產(chǎn)品的價(jià)格敏感程度,是消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品,還是通訊、醫(yī)療、工業(yè)、軍工類(lèi)的應(yīng)用;


5、法律法規(guī)的適用性等:


要與不同國(guó)家環(huán)保法規(guī)相融合,滿(mǎn)足RoHS及無(wú)鹵素等要求。


在上述因素中,高速數(shù)字電路的運(yùn)行速度是PCB選擇中考慮的主要因素。電路速度越高,選擇的pcbdf值應(yīng)越小。中低損耗電路板適用于10Gb/s數(shù)字電路;低損耗板適用于25gb/s數(shù)字電路;超低損耗的平板將適應(yīng)更快的高速數(shù)字電路,其速度可以達(dá)到50GB/s或更高。


從材料Df看:


  Df介于0.01~0.005電路板材適合上限為10Gb/S數(shù)字電路;


  Df介于0.005~0.003電路板材適合上限為25Gb/S數(shù)字電路;


  Df不超過(guò)0.0015的電路板材適合50Gb/S甚至更高速數(shù)字電路。


  常用的高速板材有:


  1)、羅杰斯Rogers:RO4003、RO3003、RO4350、RO5880等


  2)、臺(tái)耀TUC:Tuc862、872SLK、883、933等


  3)、松下Panasonic:Megtron4、Megtron6等


  4)、Isola:FR408HR、IS620、IS680等


  5)、Nelco:N4000-13、N4000-13EPSI等


  6)、東莞生益、泰州旺靈、泰興微波等




當(dāng)然還有很多其他高頻板材,比如Arlon(去年被羅杰斯收購(gòu))、Taconic,都是老品牌射頻微波板廠(chǎng),性能有保障。


標(biāo)題:不能不知道的高頻高速板材選擇方法 網(wǎng)址:http://m.arhpgnb.cn/news/show/id/793.html

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