高頻高速板材該怎樣選擇

2021-09-27 05:37:08 字數 1830 閱讀 7168

隨著微處理器和訊號轉換傳輸器件執行速度提公升,數位電路的執行速度也達到乙個更高層次:100gbps。使用通用的pcb板材將不能達到高速訊號要求,電路板的選材將會決定產品的效能。

選擇pcb板材必須在滿足設計需求、可量產性、成本中間取得平衡點。簡單而言,設計需求包含電氣和結構可靠性這兩部分。通常在設計非常高速的pcb板子(大於ghz的頻率)時這板材問題會比較重要。例如,現在常用的fr-4材質,在幾個ghz的頻率時的介質損df(dielectricloss)會很大,可能就不適用。

不同板材的損耗

舉例來說,10gb/s高速數碼訊號是方波,它可以看作是不同頻率的正弦波訊號的疊加。因此10gb/s包含許多不同頻率訊號:5ghz的基波訊號、3階15ghz、5階25ghz、7階35ghz訊號等。保持數碼訊號的完整性以及上下沿的陡峭程度和射頻微波(數碼訊號的高頻諧波部分達到了微波頻段)的低損耗低失真傳輸一樣。因此,在諸多方面,高速數位電路pcb選材和射頻微波電路的需求類似。

時域/頻域

在實際的工程操作中,高頻板材的選擇看似簡單但需要考慮的因素還是非常多的,通過本文的介紹,作為pcb設計工程師或者高速專案負責人,對板材的特性及選擇有一定的了解。了解板材電效能、熱效能、可靠性等。並合理使用層疊,設計出一塊可靠性高、加工性好的產品,各種因素的考量達到最佳化。

下面將分別介紹,選擇合適的板材主要考慮因素:

1、可製造性:

比如多次壓合效能如何、溫度效能等、耐caf/耐熱性及機械韌(粘)性(可靠性好)、防火等級;

2、與產品匹配的各種效能(電氣、效能穩定性等):

低損耗,穩定的dk/df引數,低色散,隨頻率及環境變化係數小,材料厚度及膠含量公差小(阻抗控制好),如果走線較長,考慮低粗糙度銅箔。另外一點,高速電路的設計前期都需要**,**結果是設計的參考標準。「興森科技-安捷倫(高速/射頻)聯合實驗室」解決了**結果和測試不一致的業績難題,做過大量的**和實際測試閉環驗證,通過獨有方法能做到**和實測一致。

3、材料的可及時獲得性:

很多高頻板材採購週期非常長,甚至2-3個月;除常規高頻板材ro4350有庫存,很多高頻板都需要客戶提供。因此,高頻板材需要和廠家提前溝通好,盡早備料;

4、成本因素cost:

看產品的**敏感程度,是消費類產品,還是通訊、醫療、工業、軍工類的應用;

5、法律法規的適用性等:

要與不同國家環保法規相融合,滿足rohs及無鹵素等要求。

以上各個因素中,高速數位電路執行速度是pcb選擇考慮的主要因素,電路的速率越高,所選pcbdf值就應該越小。具有中,低損耗的電路板材將適合10gb/s的數位電路;具有更低損耗的板材適用25gb/s的數位電路;具有超低損耗板材將適應更快的高速數位電路,其速率可以為50gb/s或者更高。

從材料df看:

df介於0.01~0.005電路板材適合上限為10gb/s數位電路;

df介於0.005~0.003電路板材適合上限為25gb/s數位電路;

df不超過0.0015的電路板材適合50gb/s甚至更高速數位電路。

常用的高速板材有:

1)、羅傑斯rogers:ro4003、ro3003、ro4350、ro5880等

2)、台耀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

如何選擇高速板材

2020年12月28日17 08 01 圖1.某廠家引數 圖2.板材熱引數 從表裡面,我們看到的主要是tg值,td值,cte以及t288 t260 t300等,下面我們分別介紹這些引數。圖3.pcb機械效能 1 rogers ro4003 ro3003 ro4350 ptfe 等 2 tuc 862...

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