發(fā)布日期:2020-12-16 14:07:12 | 關(guān)注:7561
高頻板的介電常數(shù)Dk是印刷電路板材最重要的參數(shù)之一,電路設(shè)計(jì)者依靠它來確定微帶電路的阻抗和物理尺寸。但在層壓板的資料上經(jīng)常能看到同種材料的不同高頻板介電常數(shù)Dk值,比如一個(gè)過程Dk和規(guī)格Dk,有的材料商會(huì)提供用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的Dk值。同一個(gè)參數(shù)為什么有這么多的值,有沒有一個(gè)在設(shè)計(jì)電路可以信任的高頻板Dk值。
在PCB線路板制造過程中,有許多不同的測(cè)量微波層壓板Dk值的方法,而不同的方法測(cè)量對(duì)同種材料經(jīng)常會(huì)給出不同的結(jié)果。有一些測(cè)量方法使用的是原始的PCB材料即沒有加工形成電路,而有的方法則使用一個(gè)可預(yù)測(cè)表現(xiàn)熟知性能的電路,從而確定該材料的介電常數(shù)Dk值。材料生產(chǎn)商可能會(huì)用類似于生產(chǎn)介電常數(shù)Dk的說法來特指材料在生產(chǎn)過程中的目標(biāo)值,通常,對(duì)給定的層壓板來說,過程Dk和規(guī)格Dk是相同的。
一個(gè)更有意義的Dk版本是公布在羅杰斯選型手冊(cè)上的設(shè)計(jì)Dk,而且它也是用于MWI阻抗計(jì)算器的Dk值,該軟件可向羅杰斯中國區(qū)分銷商世強(qiáng)索取。設(shè)計(jì)Dk值在用于電路設(shè)計(jì)的目的時(shí)可以提供最為準(zhǔn)確也是最具重復(fù)性的結(jié)果,尤其在商用CAE電路和系統(tǒng)模擬程序中。
對(duì)于某些材料,過程或者規(guī)格Dk可能與設(shè)計(jì)Dk相同。舉個(gè)例子來說,羅杰斯RT6002微波層壓板,它的過程Dk和設(shè)計(jì)Dk在Z軸方向都是2.94。唯一的區(qū)別在于,板材資料上的過程Dk只針對(duì)于10GHz頻率,而設(shè)計(jì)Dk則適用8GHz到40GHz的頻率范圍。規(guī)程Dk和設(shè)計(jì)Dk是用兩種不同的測(cè)試方法得出的結(jié)果。
同時(shí),高頻板的Dk值可能有些差別。羅杰斯RO3010層壓板在10GHzz軸的過程Dk是10.2,但是為了達(dá)到更加精確模擬的目的,在使用商用CAE軟件仿真的時(shí)候我們推薦的設(shè)計(jì)Dk是11.2。
既然我們已經(jīng)測(cè)量得到了過程和規(guī)格Dk的值,那為什么還需要一個(gè)設(shè)計(jì)Dk值?目前,有很多測(cè)試方法來測(cè)試層壓板的Dk值。舉個(gè)例子,全球貿(mào)易組織IPC列舉了13種不同的確定材料Dk值的測(cè)試方法。材料供應(yīng)商可以使用這些測(cè)試方法中的任何幾種來確定他們自己的高頻板Dk值。同樣,層壓板的使用者可能會(huì)在用它來進(jìn)行設(shè)計(jì)之前用他們自己不一樣的方法來確定層壓板的高頻板Dk值。在之前作為例子提到的兩種材料,每個(gè)例子都用到不同的測(cè)試方法來確定過程/規(guī)格Dk值和設(shè)計(jì)Dk值:夾具式的帶狀線方法用來確定過程/規(guī)格Dk值而差相長度方法用于測(cè)量設(shè)計(jì)Dk值。
比如羅杰斯內(nèi)部,雖然全板共振(FSR)測(cè)試方法也可用于驗(yàn)證性測(cè)試,但是X波段夾具式帶狀線諧振器測(cè)試用于規(guī)格或者過程高頻板Dk的標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證性測(cè)試。在羅杰斯內(nèi)部分離介質(zhì)諧振器測(cè)試(SPDR)方法也可以用來描述材料的特性。為了確定設(shè)計(jì)Dk值,所有材料都會(huì)用微帶線差相長度方法來進(jìn)行測(cè)試。
雖然沒有任何一種測(cè)試方法是完美的,但是差相長度方法因?yàn)樗暮?jiǎn)便性而比較受歡迎。它根據(jù)在同一種層壓板上加工形成兩個(gè)長度差別很大的微帶電路,用同一種連接器或測(cè)試夾具來確定對(duì)于一個(gè)給定測(cè)試頻率不同電路之間的相位差。Dk值可以根據(jù)物理長度以及相位差通過簡(jiǎn)單的計(jì)算來確定。在實(shí)際過程中,這個(gè)過程將在盡可能多的頻率上進(jìn)行重復(fù)。這并不是一個(gè)快速的方法,但是它的確提供了一個(gè)z軸方向的精確結(jié)果,且非均質(zhì)性材料(x軸和y軸上的Dk值)幾乎對(duì)測(cè)試沒什么影響。
這個(gè)測(cè)試方法經(jīng)常用于實(shí)際應(yīng)用的微帶電路中。為了把銅箔效應(yīng)考慮在內(nèi),這個(gè)方法還應(yīng)用在高頻測(cè)試上,一片帶表面粗糙的銅箔層壓板會(huì)比帶表面光滑銅箔層壓板所測(cè)得的顯性高頻板Dk值更高。用低頻率測(cè)試方法可能就不會(huì)顯示銅箔表面粗糙度對(duì)于測(cè)得Dk值的影響。
羅杰斯所有的高頻層壓板的設(shè)計(jì)Dk都已經(jīng)確定了,而且已經(jīng)報(bào)告給所有CAE模擬軟件工具開發(fā)者。另外,這些值已經(jīng)包含在MWI微波阻抗計(jì)算器,產(chǎn)品選型指南和羅杰斯的計(jì)算尺中。
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