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Tecnología de sustrato IC
Características de los materiales de PCB a frecuencias de onda milimétrica
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Características de los materiales de PCB a frecuencias de onda milimétrica

Características de los materiales de PCB a frecuencias de onda milimétrica

2021-09-14
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Author:Frank

Este Constante dieléctrica (Dk) or relative Constante dieléctrica De PCB Placa de circuito El Tela no es constante, aunque por su nombre parece constante. Por ejemplo:, Variación de DK con frecuencia. Similarly, Si se utilizan diferentes métodos de ensayo DK para el mismo Tela, También se pueden medir diferentes valores DK, Incluso si estos métodos de prueba son precisos. Como Placa de circuito Los materiales se utilizan cada vez más en la frecuencia de onda milimétrica, Por ejemplo, 5G y sistema avanzado de asistencia para la conducción, Es importante entender la variación de DK con frecuencia y qué método de prueba DK es "apropiado"..

Aunque IEEE y Ordenador Industrial Hay un Comité Especial para examinar la cuestión., No hay mejores métodos de ensayo estándar de la industria para medir Placa de circuito Material de frecuencia de onda milimétrica. Esto no se debe a la falta de métodos de medición. De hecho,, Documentos de referencia publicados por Chen et al.. Se introducen más de 80 métodos para medir DK. Sin embargo,, Ningún método es ideal. Cada método tiene sus ventajas y desventajas, Especialmente en el rango de frecuencia de 30 a 300 GHz.
Circuit test and raw material test

Placa de circuito

Por lo general, hay dos tipos de métodos de ensayo para determinar DK o DF (tangente de pérdida o tan) del material de la placa de circuito: es decir, para medir la materia prima o los circuitos de medición hechos de materiales. Las pruebas basadas en materias primas dependen de accesorios y equipos de ensayo fiables y de alta calidad, y los valores DK y DF se pueden obtener mediante pruebas directas de materias primas. Las pruebas basadas en circuitos suelen utilizar circuitos comunes y extraer parámetros materiales del rendimiento del Circuito, como la medición de la frecuencia central o la respuesta de frecuencia del resonador. Los métodos de ensayo de las materias primas suelen introducir incertidumbres relacionadas con el aparato de ensayo o el equipo de ensayo, mientras que los métodos de ensayo de circuitos incluyen incertidumbres en el diseño y la tecnología de procesamiento de los circuitos sometidos a ensayo. Debido a que estos dos métodos son diferentes, los resultados de la medición y el nivel de precisión son generalmente diferentes.

Por ejemplo:, Método de ensayo de la banda de sujeción de banda X Ordenador Industrial Es un método de ensayo de materias primas, Los resultados no son consistentes con los resultados DK de las pruebas de circuito del mismo material.. Este clamping type stripline raw material testing method is to clamp two pieces of material under test (MUT) in a special test fixture to construct a stripline resonator. Habrá aire entre el material de ensayo y la hoja Circuito de resonancia En el aparato de ensayo, La presencia de aire reduce la DK medida. Si se prueba el mismo Circuito Placa de circuito material, La DK medida es diferente porque no hay aire entrante. Para alta frecuencia Placa de circuito Material con tolerancia DK de ± 0.050 determinado por el ensayo de materias primas, La prueba del circuito dará una tolerancia de aproximadamente ± 0.075.
The Placa de circuito Los materiales son anisotrópicos y generalmente tienen diferentes valores DK en tres ejes. Los valores DK generalmente tienen una pequeña diferencia entre los ejes X e y, Así que para la mayoría de los materiales de alta frecuencia, La anisotropía DK se refiere generalmente a la comparación DK entre el eje Z y el plano X - y. Debido a la anisotropía del material, Para el mismo material que se va a probar, DK medido en el eje Z es diferente de DK en el plano X - y, Aunque tanto el método de ensayo como los valores DK obtenidos son "correctos"..
El tipo de circuito utilizado para las pruebas de circuito también afecta al valor DK medido. Normalmente, Se utilizan dos tipos de circuitos de ensayo: estructura resonante y transmisión/Estructura reflectante. Las estructuras resonantes generalmente proporcionan resultados de banda estrecha, Durante la transmisión/Las pruebas de reflexión suelen proporcionar resultados de banda ancha. El uso de estructuras resonantes suele ser más preciso.

Examples of test methods
A typical example of raw material testing is the X-band clamped stripline method. Ha estado en alta frecuencia Placa de circuito manufacturers for many years and is a reliable method to determine the Dk and Df (tanδ) in the z-axis of the Placa de circuito material. Utiliza abrazaderas para formar resonadores de banda acoplados sueltos para muestras de materiales a probar. The measured quality factor (Q) of the resonator is no-load Q, Así que el cable, Conector, La calibración de la abrazadera tiene poca influencia en el resultado final de la medición.. Recubrimiento de cobre Placa de circuito Todas las láminas de cobre deben ser grabadas antes del ensayo, Ensayo de sustratos de materias primas dieléctricas únicamente. Las materias primas del circuito se cortan en un determinado tamaño en determinadas condiciones ambientales y se colocan en abrazaderas a ambos lados del circuito. Circuito de resonancia ((véase la figura 1)).

El resonador está diseñado como un resonador de media longitud de onda con una frecuencia de 2.5 GHz, Así que la cuarta frecuencia de resonancia es de 10 GHz., Este es el punto de resonancia comúnmente utilizado en la medición DK y DF. Puede utilizar puntos de resonancia más bajos y frecuencias de resonancia, o incluso una quinta frecuencia de resonancia más alta, Sin embargo, debido a la influencia de las ondas armónicas y espurias, Generalmente se evitan puntos de resonancia más altos. Measure and extract DK) o familiares permittivity
Where n is the number of resonance frequency points, C es la velocidad de la luz en el espacio libre, Fr es la frecuencia central de la resonancia, Extensión de la longitud eléctrica causada por el campo eléctrico en la brecha de acoplamiento compensada con la isla l. It is also very simple to extract tanδ (Df) from the measurement, which is the 3dB bandwidth-related loss of the resonance peak minus the conductor loss (1/Qc) related to the Circuito de resonancia.
Aunque aproximada, Estas fórmulas son útiles para determinar los valores iniciales de DK. Using electromagnetic (EM) field solver and accurate Circuito de resonancia El tamaño puede obtener DK más preciso.
El efecto de carga del resonador se puede minimizar mediante el uso de resonadores acoplados sueltos en la medición de DK y DF. Si la pérdida de inserción en el pico de resonancia es inferior a 20 DB, Puede considerarse acoplamiento suelto. En algunos casos, Debido al acoplamiento extremadamente débil, es posible que no se pueda medir el pico de resonancia. Esto suele ocurrir en circuitos resonantes más delgados. Material de circuito más delgado Se utiliza generalmente en aplicaciones de ondas milimétricas, ya que cuanto mayor es la frecuencia, Longitud de onda más corta, Menor tamaño del circuito.