PCB材料及其对高频板性能的影响

PCB资料的主要参数

反应路线衰减的一些主要的资料参数是： 

  •  介电资料的绝对于介电常数（ε r或者 Er 或者 Dk）
  • 电解质的消耗角正切（tan(δ) 或者 Df）
  • 受集肤效应和名义毛糙度反应的超导体电阻 
  • 是 PCB 的玻璃纤维编织因素。

充足理解传输线的该署特点和消耗机制能够协助咱们为咱们的使用取舍准确的 PCB 资料。资料取舍是PCB设想进程的步。现在，高速数目字板和 RF 货物的设想人员能够从数十种受控 Dk 和低消耗 PCB 资料中停止取舍。许多层压板供给商已开收回专部分树脂零碎。 

 

运用低 Dk 和 tan(δ) 资料来缩小消耗

关于低消耗传输线，介电消耗（以 dB/英寸为部门）由以次公式给出：

αd(dB 每英寸)=2.32f tan(δ)√?r??(dB 每英寸)=2.32? ???(?)??

等式 1。

 

内中 f 是频次，部门为 GHz。能够看出，介电消耗间接由资料的介电常数和消耗角正切决议。因而，咱们能够运用tan(δ)较低的资料，况且ε r能够 尽能够地 制约? d 。 提议用来极高 Gbps 收发器的三种资料取舍是Nelco 4000-13EPSI、Rogers 4350B 和 Panasonic Megtron 6。上面的图 1 比拟了该署资料与其余一些罕见资料的消耗角正切。

 

没有同 PCB 资料的消耗角正切随频次变迁。

图 1. 没有同 PCB 资料的消耗角正切与频次的因变量联系。

 

运用低 Dk 资料来缩小通路板薄厚

为了更好天文解如何运用低 Dk 资料来缩小通路板薄厚，请思忖图 2 中所示的带状线。

 

带状线配置

图 2. 带状线配置。图片由Sierra Circuits需要

 

 

IPC 引荐的的带状线特点阻抗相近值是：

Z0=60?rln(2b+t0.8w+t)" role="presentation" style="box-sizing: inherit; border: 0px; display: inline-block; line-height: 0; font-size: 18.08px; word-wrap: normal; word-spacing: normal; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; margin: 0px; padding: 1px 0px; position: relative;">Z0=60√?rln(2b+t0.8w+t)?0=60????(2?+?0.8?+?)

等式 2。

正在何处：

  • t差错金属薄厚（密尔）
  • w是线宽 (mil)
  • b是立体距离 (mil)

 

关于流动的 Z 0和走线幅度 w，假如咱们运用存正在较大 ε r 的 资料，那样咱们必需增多立体之间的距离。换句话说，较大的ε r 能够增多板的全体薄厚。正在存正在许多信号层的高密度通路板中，这会显着增多通路板的薄厚。较厚的通路板象征着您的设想需求存正在较大交错比的过孔。通孔的交错比是其长短除以直径。

相似，假如您的通路板薄厚为 0.2”，通孔钻孔直径为 0.02”，则长宽比为 10:1。长宽比大有什么艰难？回忆一下，为了需要电气联接，需求运用镀银滤液正在通孔外部遮盖铜。图 3 显现了交错比为 15:1 的镀银孔的横截面。

 

对比为 15:1 的深邃宽镀银孔的横截面

图 3. 对比为 15:1 的深邃宽比镀银孔的横截面。

 

 

大少数 PCB 打造商都有威力创立交错比正在 6:1 到 8:1 之间的过孔。随着高宽比的增多，镀银变得越来越艰难，由于通孔筒的外部能够存正在更薄的铜绝缘层。这以至会使通孔核心正在热应力下更简单决裂。因而，关于较大的交错比，您能够必需运用更高贵的 PCB 打造技能，况且会对于终通路板的牢靠性发生担心。取舍较低 Dk 的资料能够正在定然水平上缓解该署成绩。