Dielektrična konstanta je ključni pokazateljVisoko - frekvencijaPCB ploče, koje imaju ključni utjecaj na performanse prijenosa signala.
Osnovni pojmovi dielektrične konstante
Dielektrična konstanta, poznata i kao dozvola, ključna je fizička količina koja mjeri sposobnost dielektričnih materijala za spremanje električne energije pod djelovanjem električnog polja. U visokoj - frekvencijskim pločicama za ispis, dielektrična konstanta odražava karakteristike odgovora materijala na električna polja. Kada se električno polje primijeni na PCB ploču, polarizacija dielektrika stvara indukovane optužbe. Što je viša dielektrična konstanta, što je energija materijala, a sporija brzina širenja električnog polja u njemu. Iz mikroskopske perspektive, atomi ili molekuli u dielektrici utiče na električno polje, uzrokujući promjene distribucije i formiranje električnih dipola koji se poklapaju s smjerom električnog polja, na taj način utječe na električno polje. Različiti materijali imaju različite sposobnosti polarizacije zbog razlika u atomskoj strukturi i molekularnom sastavu, što rezultira varirajućim dielektričnim konstante. Na primjer, dielektrična konstanta zraka je blizu 1, dok je dielektrična konstanta visoke - frekvencijske PCB ploče obično između 2-10.
Faktori koji utječu na dielektričnu konstantu visokog - frekvencijske PCB ploče
Hemijski sastav lima
Sustav smole ima značajan utjecaj na dielektričnu konstantu. Dielektrična konstanta politetrafluoroetilena je oko 2,2, što je pogodno za scenarije za koje je potreban veliku brzinu prijenosa signala; Dielektrična konstanta termozetinske polifenilen eter smole je između 3,0- 3,8; Sistem srednjeg smola u rasponu od 2,5 do 3,5; Obična epoksidna smola nije prikladna za visoku frekvenciju i velike brzine i velike brzine zbog polarnih grupa i dielektrične konstante 4-5. Pored toga, dodavanje niskih dielektričnih konstantnih punila poput keramike mogu promijeniti unutarnju distribuciju ploče električne polje i smanjiti ekvivalentnu dielektričnu konstantu. Krpa od staklene vlakne, kao pojačavajući materijal, ima dielektričnu konstantu od 6-7. Neravnomjeran sadržaj i distribucija tkanine od staklene vlakne mogu prouzrokovati regionalne razlike u dielektričnoj konstanci odbora, utječući na prijenos signala.
faktori okoline
Povećanje temperature intenzivirat će toplotno kretanje materijalnih molekula, mijenjati intermolekularne interakcije i povećati dielektričnu konstantu. Kao i kod konvencionalnog FR-4 listova, dielektrična konstanta može varirati za do 20% između 0-70 stepeni, što utječe na odlaganje signala. Vlažnost je podjednako kritična, sa vodom dielektrične konstante do 70. Nakon što ploče upija vodu, promjene distribucije električnih polja i dielektrična konstanta povećava se. U vlažnim okruženjima, kvalitet prijenosa signala lako je utjecati.
učestalost
Pod visokim - frekvencijskim električnim poljima, polarizacija dielektrike ne može biti u korak s promjenama električnog polja, stupanj polarizacije slabi, a dielektrična konstanta opada. Uzimanje običnogFR-4Odbor kao primjer, dielektrična konstanta je oko 4,7 u megahertu, smanjujući se na 4,19 u 1 gigahertz, a promjena usporava iznad 1 gigahertz. Visoka frekvencija i visok - Brzina PCB ploča trebaju održavati stabilnu dielektričnu konstantu preko širokog frekvencijskog raspona kako bi se osiguralo performanse prijenosa signala.
Utjecaj dielektrične konstante na visokofrekventni prijenos PCB signala
Brzina prijenosa signala
Prema elektromagnetskoj teoriji, brzina prijenosa signala u listu obrnuto je proporcionalna kvadratnom korijenu dielektrične konstante. Niske dielektrične konstantne ploče mogu značajno poboljšati brzinu prijenosa signala, smanjiti kašnjenje i udovoljiti potrebama scenarija poput 5G komunikacije i visokog - prijenos podataka. Ako RF krug od 5G baznih stanica koristi niske dielektrične konstantne politetrafluoroetilene, ona može efikasno poboljšati efikasnost prijenosa signala.
Karakteristična impedancija
Karakteristična impedancija važan je parametar u visokoj - frekvencijskom PCB dizajnu, a njegov izračun odnosi se na dielektričnu konstantu. Odstupanje u dielektričnoj konstanci može uzrokovati da karakteristična impedancija odstupa od dizajnerskih vrijednosti, što dovodi do signala refleksije i prigušivanja. U RF krugovima, neusklađenost impedancije može stvoriti stajanje valova i smanjiti performanse kruga, tako da je precizna kontrola dielektrične konstante presudna.
Prigušenje signala
Visoki dielektrični konstantni materijali imaju visok stupanj polarizacije, snažne intermolekularne interakcije i skloni su apsorpciranjem signalne energije i pretvaranje u toplinsku energiju, što rezultira prigušenjem signala. U dugom - distanciranim prijenosom [{2}} brzine signala, poput visokih daljine brzine i linija za međusobno povezivanje i centra za međusobno povezivanje, odabir niskih dielektričnih konstantnih i niskih ploča za mršavljenje mogu efikasno smanjiti prigušivanje signala i osigurati kvalitetu prijenosa.
Metoda mjerenja za dielektričnu konstantu visokog - frekvencijske PCB ploče
Metoda dalekovoda
Metoda prijenosnog retka obično se koristi, uključujući metodu linije microsprip i metodu trake. Metoda microstrip line koristi ploču kao dielektrični podložak, mjeri mjere prijenosnih parametara putem mrežnog analizatora, a obrnuto preporučuju električne konstante. To je industrijska standardna metoda koja prati relevantne specifikacije međunarodne priručnike za testiranje udruženja elektroničke industrije. Pravilo linije striptize koristi rezonator pruge za mjerenje rezonantnog frekvencije i faktora kvalitete i kombinira teorijske ili simulacijske proračune za izračunavanje složene dielektrične konstante. Pogodan je za mjerenje nepoznatih dielektričnih konstantnih materijala
Rezonanca metoda
Rezonantna metoda uključuje postavljanje uzorka izrađenog od lima od lima u rezonantnu šupljinu i izračunavanje dielektrične konstante na temelju promjena u rezonantnom frekvenciji i faktoru kvalitete šupljine prije i nakon umetanja. Ova metoda ima veliku preciznost, ali zahtijeva strogu opremu i pripremu uzoraka, a često se koristi za precizne laboratorijske mjerenja.
Zahtjevi za dielektričnu konstantu visokog - frekvencijske PCB ploče u različitim scenarijima aplikacija
5G komunikacijsko polje
Moduli često koriste ploče za srednje drvene širine ili politetrafluroetilene sa dielektričnom konstancom od 2,5-3,5
5G signali imaju visoku frekvenciju i brzu brzinu prijenosa, zahtijevajući nisku dielektričnu konstancu i dobru frekvencijsku stabilnost ploče, kao i dobrim otporom na okoliš. Rf front - kraj
Automobilska elektronička polja
Automobilski radar i sustavi za umrežavanje vozila zahtijevaju visok - precizni prijenos preciznog signala. U milionskim talasnim radarskom aplikacijom, keramički ispunjeni termozetinski listovi materijala s dielektričnom konstancom od 3-4 i snažne stabilnosti biraju kako bi se osigurao precizan prijenos signala u složenim okruženjima.
Aerospacee polje
Aerospace Elektronska oprema suočava se s ekstremnim okruženjima koja zahtijevaju stabilnu dielektričnu konstancu ploče na širokom temperaturnom rasponu, dok ispunjavaju zahtjeve lagane i zračenja. Poliimidni supstrati se široko koriste zbog njihove otpornosti na visoke temperature i stabilne dielektrične konstante. Dielektrična konstanta visoke - frekvencijska PCB ploča duboko utječe na performanse prijenosa signala, koji se pokreću kroz različite aspekte iz osnovnih koncepata, utječući na faktore na metode merenja i aplikacija. Sa razvojem 5G, automobilske elektronike, zrakoplovske i drugih polja, istraživanje i razvoj PCB ploča sa niskom dielektričnom konstancom i visoke stabilnosti postali su trend koji će pokrenuti elektroničku tehnologiju na nove visine.