通信業的快速進步,原有的民用通信頻段擁擠,高頻通信部分頻段(軍用)逐漸讓給民用。民用高頻通信獲得超常規速度發展。衛星接收,基站,導航,醫療,運輸等各個領域大顯身手。
高保密性,高傳送質量,要求移動電話,汽車電站,無線通信向高頻化發展。高畫面質量,要求廣播電視傳輸用高頻播放節目。高信息量傳送信息,要求衛星通信,微波通信,光纖通信必須高頻化。
計算機技術處理能力增加,信息存儲容量增大,迫切要求信息傳送高速化。因此,電 子信息產品高頻化,高速化對PCB提出了高頻特性的要求。
Part.1高頻高速材料的要求
●低介質常數(Low Dk):低介質常數可提升信號傳輸速度
●低散逸(散失)因子 (Low Df):隨著頻率增加,強度的損失也會隨之增加,因此高頻高速通訊多采用低散逸因子材料來設計制作
●導體表面粗糙度
信號頻率越高,趨膚效應(Skineffect)越明顯,因此信號傳輸導體表面越平坦越好。
εeff : 介質常數(effective dielectric constant)
tanδ : 散逸因子 (dissipation factor)
f : 頻率(frequency) c : 光速 (light speed)
Part.2介質常數: Dk or Er (ε)
每 “單位體積” 的絕緣物質,在每一單位之“電位梯度” 下所能儲蓄 “靜電能量”(Electrostatic Energy)的多少。” 絕緣材料的 “介質常數”(或透電率)要越小越好。目前各板材中以鐵氟龍(PTFE),在1MHZ頻率下介質常數的2.5最好,FR-4約為4.7。電路板可視為一電容裝置,導線中有信號傳輸時,會有部分能量被電路板蓄積,造成傳輸上的延遲,頻率越高延遲越明顯。
Part.4散逸因子 : Df
對交流電在功能上損失的一種度量。絕緣材料 (樹脂) 的一種特性。與所見到的電功損失成正比,與周期頻率(f),電位梯度的平方(E2),及單位體積成反比。
Part.5導體表面粗糙度
導體表面粗糙度形貌對電阻發熱,造成信號能量的損失,既為導體損耗。頻率越高,波長越短,信號在導體間行進,將只集中在導體的表面,即“肌膚效應”。表面粗糙度越平坦對信號傳輸越有利。PCB層間的接著強度,受導體表面粗糙度影響。導體表面粗糙度越高,樹脂與導體接著面積越大,接著強隨之越高。
Part.62銅箔
●按制作工藝可分為
1.電解銅箔(Electrodeposited copper foil )
優點:價格便宜;可有各種尺寸與厚度;
缺點:延展性差;應力極高無法彎曲又很容易折斷; 2.壓延銅箔(rolled-wrought copper foil) 優點:延展性高,對FPC使用動態環境下,信賴度極佳;低的表面棱線,對于 Microwave電子應用是很有利;
缺點:和基材的附著力不好;成本較高;因技術問題,寬度受限。
●按銅箔性能可分為:
高溫延伸性銅箔 反面處理銅箔 雙面處理銅箔 超低菱線銅箔 超薄銅箔 標準電解銅箔
Part.7PP是如何制作的
PP是“Prepreg”的簡寫,而“Prepreg”則是“preimpregnated” 的縮寫。
以氧樹脂為例,液態的resin添加橋架劑(硬化劑)、加速劑、溶劑,有時還加入填充劑(filler)后叫做清漆或凡立水(Varnish)或A-stage樹脂 。加入填充劑主要是為了改善 resin的阻燃效果,同時也可調整其Tg。玻璃纖維絲或其他纖維絲浸含A-stage樹脂并經部分熱聚合后成PP(B-stage樹脂:固態)。
PP和core的層疊
審核編輯:劉清
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原文標題:高頻高速PCB材料介紹
文章出處:【微信號:金晟達電路,微信公眾號:金晟達電路】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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