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随着微处理器和信号转换传输器件运行速度提升,数字电路的运行速度也达到一个更高层次:100Gbps。使用通用的PCB板材将不能达到高速信号要求,电路板的选材将会决定产品的性能。/ h! s8 |3 u9 E4 ?' W" Z! u
选择PCB板材必须在满足设计需求、可量产性、成本中间取得平衡点。简单而言,设计需求包含电气和结构可靠性这两部分。通常在设计非常高速的PCB 板子(大于GHz 的频率)时这板材问题会比较重要。例如,现在常用的FR-4 材质,在几个GHz 的频率时的介质损Df(Dielectric loss)会很大,可能就不适用。![]()
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8 Z4 p3 C* n( B5 o5 E+ X在实际的工程操作中,高频板材的选择看似简单但需要考虑的因素还是非常多的,通过本文的介绍,作为PCB设计工程师或者高速项目负责人,对板材的特性及选择有一定的了解。 了解板材电性能、热性能、可靠性等。并合理使用层叠,设计出一块可靠性高、加工性好的产品,各种因素的考量达到最佳化。
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. c" P$ V. m8 i- i6 M下面将分别介绍,选择合适的板材主要考虑因素:9 N3 ~! ?$ U' Z" z* U
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1.可制造性# K6 {" n: I4 Z
比如多次压合性能如何、温度性能等、耐CAF/耐热性及机械韧(粘)性(可靠性好)、防火等级;! t3 \) V* C* M, Q
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2.与产品匹配的各种性能(电气、性能稳定性等)
Y/ Q% s' e( G- w3 p低损耗,稳定的Dk/Df参数,低色散,随频率及环境变化系数小,材料厚度及胶含量公差小(阻抗控制好),如果走线较长,考虑低粗糙度铜箔。
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3.材料的可及时获得性
* t* @5 R& d* ], j. y' P! c# H很多高频板材采购周期非常长,甚至2-3个月;除常规高频板材RO4350有库存, 很多高频板都需要客户提供。因此,高频板材需要和厂家提前沟通好,尽早备料;
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4. 价格成本因素5 Q( ^, N% R' E# V- L6 ~
看产品的价格敏感程度,是消费类产品,还是通讯、医疗、工业、军工类的应用。
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3 m1 y; C5 m {/ Z4 q3 ~ A D0 g常用的高速板材有: ) t6 J; C) D( u) K( z; I) K$ }) ?
(1)Rogers:RO4350
# R( \5 _# U4 ?4 H(2) TUC: Tuc 862、872SLK、883、9339 A, ^( V7 t( ^8 b/ ?' c0 n
(3)Panasonic: Megtron4、Megtron6
# |9 }) {- G& U& Z8 U0 O' e6 L(4) Isola: FR408HR、IS620、IS680 q3 a' {: c" n4 d4 _% ~) M$ x
(5)Nelco: N4000-13、N4000-13EPSI( J9 p& @ K1 x- ?9 u
(6)东莞生益
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7 W! x1 L! G3 ^1 J 以上综述了如何选择高速板材以及设计注意事项,实际中应用还得根据具体案例具体分析。“兴森科技-安捷伦射频高速联合实验室”在高速测试做了大量的仿真和测试闭环验证,可做到仿真和实测一致, 如遇到高速及射频微波板材设计相关问题,可以联系我们。 ; t. x9 F: x" ]& u+ w& I
: ?! Q. K( B) b0 u/ ^0 g# Y“中国射频微波微信第一群”, 入群先加徐老师微信号:15989459034,注明公司,射频领域及方向,通过验证后加入。(注:本群属纯技术研讨群,销售代理等非射频技术人员勿加)!? 6 h+ E- V ]5 S: @+ E9 N! O
1. 本群1600人,成员涵盖了所有射频方向企业,高校,研究所。其中教授,总监,总经理,主任专家,海归,千人计划,长江学者,首席科学家,博士等300+人。 }* m5 d+ B; a) I5 b3 O* t8 S+ H9 n
2. 本微信群由“兴森科技-安捷伦射频高速实验室”射频负责人,《ADS2008/2011射频电路设计与仿真实例》《HFSS射频仿真设计实例大全》电子工业出版社,主编徐兴福建立。 |