PCB高頻高速板材選擇方法
- 發(fā)布時(shí)間:2022-06-27 17:16:25
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在選擇PCB板時(shí),我們必須在滿足設(shè)計(jì)要求、批量生產(chǎn)和成本之間取得平衡。簡(jiǎn)而言之,設(shè)計(jì)要求包括電氣和結(jié)構(gòu)可靠性。在設(shè)計(jì)高速PCB板(頻率大于GHz)時(shí),這個(gè)問(wèn)題通常更為重要。例如,常用的FR-4材料在幾個(gè)GHz頻率下具有較大的介電損耗DF(介電損耗),這可能不適用。
例如,10Gb/s的高速數(shù)字信號(hào)是方波,可以將其視為不同頻率正弦波信號(hào)的疊加。因此,10Gb/s包括許多不同的頻率信號(hào):5GHz的基頻信號(hào)、三階15GHz、五階25ghz、七階35GHz信號(hào),等。保持?jǐn)?shù)字信號(hào)的完整性和上下邊緣的陡度與射頻微波的低損耗和低失真?zhèn)鬏敚〝?shù)字信號(hào)的高頻諧波部分到達(dá)微波頻帶)相同。因此,在許多方面,高速數(shù)字電路PCB的材料選擇與射頻微波電路相似。
在實(shí)際工程操作中,高頻板的選擇看似簡(jiǎn)單,但仍有許多因素需要考慮。通過(guò)本文的介紹,作為PCB設(shè)計(jì)工程師或高速項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,我對(duì)板材的特性和選擇有了一定的了解。了解板材的電氣性能、熱性能和可靠性。合理使用層壓,設(shè)計(jì)出可靠性高、加工性能好的產(chǎn)品,并對(duì)各種因素進(jìn)行優(yōu)化考慮。
下面將分別介紹,選擇合適的板材主要考慮因素:
1、可制造性:
例如,多重壓制性能、溫度性能、CAF/耐熱性、機(jī)械韌性(附著力)(良好的可靠性)和防火等級(jí)如何;
2、材料的可及時(shí)獲得性:
很多高頻板材采購(gòu)周期非常長(zhǎng),甚至2-3個(gè)月;除常規(guī)高頻板材RO4350有庫(kù)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;
3、成本因素Cost:
看產(chǎn)品的價(jià)格敏感程度,是消費(fèi)類產(chǎn)品,還是通訊、醫(yī)療、工業(yè)、軍工類的應(yīng)用;
4、法律法規(guī)的適用性等:
要與不同國(guó)家環(huán)保法規(guī)相融合,滿足RoHS及無(wú)鹵素等要求。
在上述因素中,高速數(shù)字電路的運(yùn)行速度是PCB選擇中考慮的主要因素。電路速度越高,選擇的pcbdf值應(yīng)越小。中低損耗電路板適用于10Gb/s數(shù)字電路;低損耗板適用于25gb/s數(shù)字電路;超低損耗的平板將適應(yīng)更快的高速數(shù)字電路,其速度可以達(dá)到50GB/s或更高。
從材料Df看:
Df介于0.01~0.005電路板材適合上限為10Gb/S數(shù)字電路;
Df介于0.005~0.003電路板材適合上限為25Gb/S數(shù)字電路;
Df不超過(guò)0.0015的電路板材適合50Gb/S甚至更高速數(shù)字電路。
常用的高速板材有:
1)、羅杰斯Rogers:RO4003、RO3003、RO4350、RO5880等
2)、臺(tái)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
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