PCB線路(lù)板材料(liào)的(de)介電常數(Dk)或相對介電常數並不是恆定(dìng)的(de)常數 – 儘管從它的(de)命名上像是一(yī)個(gè)常數
。例如
,材料(liào)的(de)Dk會(huì)隨頻(pín)率的(de)變化而(ér)變化
。同(tóng)樣
,如果在同(tóng)一(yī)塊材料(liào)上使用不同(tóng)的(de)Dk測試(shì)方法(fǎ)
,也可能會(huì)測量得(dé)出不同(tóng)的(de)Dk值
,即使這(zhè)些(xiē)測試(shì)方法(fǎ)都是准(zhǔn)確(què)無誤的(de)
。隨著線路(lù)板材料(liào)越(yuè)來越(yuè)多地應(yīng)用於毫米(mǐ)波頻(pín)率
,如5G以及先進輔助駕駛系統等領域
,理解Dk隨頻(pín)率的(de)變化以及哪種Dk測試(shì)方法(fǎ)是“合適”的(de)是非常重(zhòng)要的(de)
。
儘管諸如IEEE和IPC等組織都有專門的(de)委員會(huì)來探討這(zhè)一(yī)問題(tí)
,但目(mù)前(qián)還沒有一(yī)個(gè)標(biāo)准(zhǔn)的(de)行業測試(shì)方法(fǎ)來測量毫米(mǐ)波頻(pín)率下(xià)線路(lù)板材料(liào)的(de)Dk
。這(zhè)並不是因(yīn)為(wéi)缺乏測量方法(fǎ)
,事實(shí)上
,一(yī)篇參考論文中描(miáo)述了(le)80多種測試(shì)Dk的(de)方法(fǎ)
。但是
,沒有哪一(yī)種方法(fǎ)是理想的(de)
,每種方法(fǎ)都具有它的(de)優點和不足
,尤其是在30到300 GHz的(de)頻(pín)率範圍內
。
介電常數是PCB阻抗(kàng)設計(jì)中*的(de)因(yīn)子
,指相對於真(zhēn)空增強材料(liào)儲能容量的(de)能力(lì)
,屬(shǔ)於材料(liào)本身所固有的(de)電氣特性
。</span></p><p><span>隨著線路(lù)板向(xiàng)高(gāo)頻(pín)高(gāo)速發(fā)展
,對控制傳(chuán)輸線阻抗(kàng)的(de)精度要求越(yuè)來越(yuè)高(gāo)
,而(ér)板材商提供介電常數值一(yī)般採用諧振(zhèn)腔法(fǎ)測得(dé)
,且(qiě)介電常數受到頻(pín)率影響
,在不同(tóng)頻(pín)率下(xià)存在差異
,設計(jì)中如何取值才(cái)能提高(gāo)阻抗(kàng)的(de)精度
。提供一(yī)種准(zhǔn)確(què)並與使用設計(jì)模型匹配(pèi)的(de)介電常數值至關重(zhòng)要
,同(tóng)時如何測量及選取介電常數需引起(qǐ)板材商和PCB生產廠商重(zhòng)視
。
ε或Dk
,叫介電常數
,是pcb電路(lù)板電極間充以某種物質(zhì)時的(de)電容與同(tóng)樣構造的(de)真(zhēn)空電容器的(de)電容之(zhī)比
,通常表示某種材料(liào)儲存電能能力(lì)的(de)大小
。當ε大時
,儲存電能能力(lì)大
,電路(lù)中電信號傳(chuán)輸速度就會(huì)變低
。通過pcb電路(lù)板上電信號的(de)電流方向(xiàng)通常是正負交替變化的(de)
,相當於對基(jī)板進行不斷充電
、放電的(de)過程
,在互換中
,電容量會(huì)影響傳(chuán)輸速度
,而(ér)這(zhè)種影響
,在高(gāo)速傳(chuán)送的(de)裝置中顯(xiǎn)得(dé)更為(wéi)重(zhòng)要
。ε低表示儲存能力(lì)小
,充
、放電過程就快
,從而(ér)使傳(chuán)輸速度亦快
。所以
,在高(gāo)頻(pín)pcb板的(de)傳(chuán)輸中
,要求介電常數低
。
另外還有一(yī)個(gè)概念
,就是介質(zhì)損耗(hào)
。電介質(zhì)材料(liào)在交變電場作用下(xià)
,由於發(fā)熱而(ér)消耗(hào)的(de)能量稱之(zhī)謂介質(zhì)損耗(hào)
,通常以介質(zhì)損耗(hào)因(yīn)數tanδ表示
。ε和tanδ是成正比的(de)
,高(gāo)頻(pín)電路(lù)亦要求ε低
,介質(zhì)損耗(hào)tanδ小
,這(zhè)樣能量損耗(hào)也小 。
高(gāo)頻(pín)pcb板的(de)基(jī)本要求
1
、由於是高(gāo)頻(pín)信號傳(chuán)輸
,要求成品印制板導線的(de)特性阻抗(kàng)是嚴格的(de)
,板的(de)線寬通常要求±0.02mm(嚴格的(de)是±0.015mm)
。因(yīn)此
,蝕刻過程需嚴格控制
,光(guāng)成像轉移用的(de)底片需根據線寬
、銅箔厚度而(ér)作工藝補償(cháng)
。
2
、這(zhè)類(lèi)印制板的(de)線路(lù)傳(chuán)送的(de)不是電流
,而(ér)是高(gāo)頻(pín)電脈衝信號 ,導線上的(de)凹坑
、缺口
、針孔等缺陷會(huì)影響傳(chuán)輸
,任何這(zhè)類(lèi)小缺陷都是不允許的(de)
。有時候
,阻焊(hàn)厚度也會(huì)受到嚴格控制
,線路(lù)上阻焊(hàn)過厚
、過薄幾個(gè)微米(mǐ)也會(huì)被判不合格
。
3
、熱衝擊288℃
,10秒
,1~3次
,不發(fā)生孔壁分離(lí)
。對於聚(jù)四氟乙烯(xī)板
,要解決孔內的(de)潤濕性
,作到化學沈銅孔內無空穴
,電鍍在孔內的(de)銅層經得(dé)起(qǐ)熱衝擊
,這(zhè)是作好Teflon孔化板的(de)難點之(zhī)一(yī)
。正因(yīn)為(wéi)如此
,許多基(jī)材廠商研發(fā)生產出ε高(gāo)一(yī)點
,而(ér)化學沈銅工藝同(tóng)常規(guī)FR4作法(fǎ)一(yī)樣的(de)替代品
,Rogers Ro4003(ε3.38)和西安704廠的(de)LGC-046(ε3.2±0.1)就是這(zhè)類(lèi)產品
。
4
、 翹曲度
:通常要求成品板0.5~0.7%
。