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揚州國興技術講解高頻微波印製板,專業人士做專業事情
编辑:原創 瀏覽:1101 發布日期: 2021-03-24

高頻微波印製板

定義

● 什麼叫高頻?

通常短波頻率≥300MHz,即波長≤1米的範圍,稱作高頻。

● 什麼叫微波?

通常頻率≥1GHz(100MHz),波長≤300mm的電磁波,稱作微波。

● 高頻微波印製板

在高頻微波基材覆銅板上,加工製造成的印製板叫高頻微波印製板。

類型:單、雙、多層,剛性。

高頻基材+普通FR4基材,製成的是混合型多層板。

高頻基材+金屬基,混合壓成的基材製成的印製板叫高頻金屬基印製板。

快速發展原因

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,高傳送品質,要求移動電話,汽車電站,無線通信向高頻化發展。

高畫面品質,要求廣播電視傳輸用甚高頻播放節目。

高資訊量傳送資訊,要求衛星通信,微波通信,光纖通信必須高頻化。

● 電腦技術處理能力增加,資訊存儲容量增大,迫切要求資訊傳送高速化。

因此,電子資訊產品高頻化,高速化對PCB提出了高頻特性的要求。

高頻微波PCB成為電子資訊高新科技產業必不可少的配套產品。

對基材的要求

印製板的整體特性,加工性能,長期可靠性,在很大程度上取決於基板材料。

● 為達到高頻高速傳送信號,要求基材必須考慮:

1)Dk(εr),dielectric constant,或 relative permittivity,介電常數。

2)Df(tanδ),loss tangent,或 Dissipation Factor,介質損耗因素(介質損耗角  正切)。

● 基材結構:玻纖,樹脂,填料。

● CTE(熱膨脹係數)。

● 其他—剝離強度,絕緣電阻,Tg,阻燃,吸水性…

介電常數Dk

1)定義:某電介質電容器的電容與同樣構造的電容器在真空狀態下電容之比。

2)覆銅板的介電常數

● 覆銅板基板由樹脂,增強材料(布、纖維、紙),填充劑組成,構成電的絕緣體,稱為電介質。基材實際上就是整塊印製板中的一個電容器。

● Dk大,表示存儲電能大,電路中信號傳播速度就會變低。

● Dk小,電信號傳播速度就快。

● 通常,印製板上的電流信號的電流方向,是正電、負電相互交替變化的,這樣頻率化的交換,相當於 “充電—放電—充電” 的過程。在互換中,只要有少量電容存留,就會影響傳輸速度。

在高頻線路中,信號傳播速度公式:

V—信號傳播速度

K—常數

C—光速,3×108m/s

Dk—基板介電常數

● 降低Dk,有利於提高信號的傳播速度。Dk越大,傳輸速度就會越低。Dk越小,傳輸速度越快。

● 因此,利用PCB的低介電常數,來達到信號傳播的高速度。

這就是為什麼高頻微波印製板要求低介電常數的原因。

3)低Dk基材

● PTFE(聚四氟乙烯),俗稱Teflon。

分子結構:            

分子結構是對稱的,因而具有優良的物理、化學、電氣性能。相對密度2.14~2.20。熔點327℃,吸水性(24小時)<0.01%。

● “塑膠王”:耐許多強腐蝕性物質,至今尚無一種能在300 ℃ 以下溶解它的溶劑。

● PTFE,Dk=2.1,很低。

聚四氟乙烯玻纖布覆銅板,在12GHz下,Dk=2.60;在1MHz下,Dk=2.62。而FR4的Dk=4.9。因此,PTFE的Dk比FR4低47%,PTFE印製板的信號傳播速度快40%以上。

● PTFE缺點

剛性差,銑外形毛刺多,PTH困難,成本高,加工困難。

FTFE外,其他Dk低的基材

基材的Dk低,需選用低Dk樹脂,玻纖,填料。

聚丙醚Dk2.5,氰酸酯2.9,聚丁二烯3.0,環氧樹脂3.9,電子級玻纖Dk6.6,新型NE玻纖布4.4。

Dk樹脂+低玻纖布組合加工而成的低Dk覆銅板有以下幾類:

PI—聚醯亞胺環纖布覆銅板,Dk3.8;PPO—聚苯醚玻纖布覆銅板,Dk3.5;

CE—氰酸酯玻纖布覆銅板,Dk4.0;BT—雙馬來醯亞胺改性三嗪Dk4.1~4.3。

● 最低Dk的基材

Dk=1.15~1.35(不含PTFE)

介質損耗Df=0.002-0.005,比重0.35g/cc,吸水率<0.5%。

峰房式結構。輕型,不耐熱。

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