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Technologie PCB
Recherche d'un matériau de carte de circuit approprié pour le radar automobile de 77 GHz
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Recherche d'un matériau de carte de circuit approprié pour le radar automobile de 77 GHz

Recherche d'un matériau de carte de circuit approprié pour le radar automobile de 77 GHz

2021-08-22
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Author:Aure

Finding suitable circuit board materials for 77GHz automotive radar

The operating frequency of automotive electronic safety systems is getting higher and higher, L'utilisation de capteurs radar automobiles à 77 GHz dans les systèmes de sécurité rendra un jour la circulation urbaine plus sûre. Comme décrit dans le blog précédent de Rog, Conception et fabrication d'un « radar embarqué» à ondes millimétriques de 77 GHz. //////// Matériaux des circuits imprimés used for millimeter wave frequencies (30 GHz to 300 GHz) face special requirements, Circuits généralement différents des fréquences micro - ondes de 30 GHz et moins. Cependant,, Selon la pratique et l'expérience des concepteurs de circuits à ondes millimétriques, Les paramètres matériels de certains circuits sont étroitement liés à la haute performance des circuits à ondes millimétriques, and some circuit materials, Par exemple, Ro3003 - carte de circuits from Rogers!, Caractéristiques des circuits à ondes millimétriques. The required material parameters can show excellent performance at 77 GHz and higher frequencies.

Comme indiqué dans le blog précédent, the characteristics of the six key circuit board materials used to implement low-loss circuits at millimeter wave frequencies and 77 GHz are:

Dk tolerance
Circuit material Df
Surface roughness of copper foil conductor
Thermal stability coefficient of Dk and Df
Water absorption
Glass weave effect
When used as a guide for the selection of circuit board materials for ///////PCB Radar automobile de 77 GHz Antennes et autres //////mm-wave circuit applications, Les propriétés de ces six matériaux indiquent en grande partie Ro3003 - carte de circuit is very Suitable for low-loss circuits. En fait,, it is precisely because of its characteristics that are very suitable for the special needs of millimeter wave circuits, Ro3003 - carte de circuitS est largement utilisé dans les circuits à ondes millimétriques. It can provide different types of copper foil, such as electrolytic (ED) copper and smoother (and less loss) rolled copper, Permet au concepteur de spécifier avec précision les caractéristiques de sa carte de circuit pour répondre aux exigences les plus exigeantes des applications de circuits à ondes millimétriques.

Six caractéristiques clés du matériau

Quelle est la relation entre ces six paramètres clés du matériau et les propriétés électriques à 77 GHz et à d'autres fréquences d'ondes millimétriques? À la fréquence des ondes millimétriques, la longueur d'onde du signal est plus courte et le matériau de la carte de circuit a une constante diélectrique DK strictement contrôlée, ce qui est plus important que le choix d'un matériau à faible DK seulement. D'une part, un contrôle strict du DK permet une performance plus cohérente; D'autre part, un changement de DK (île DK) entraînerait un angle de phase incohérent à 77 GHz, ce qui entraînerait une mauvaise performance du capteur radar à cette fréquence.

Le DK (ou DK de conception) d'un matériau de circuit extrait d'un circuit est influencé par les tolérances du matériau DK, ainsi que par les caractéristiques de divers autres matériaux de circuit, y compris les variations de la rugosité de surface du conducteur de feuille de cuivre. Les variations de conception DK susceptibles d'affecter les performances du circuit à 77 GHz doivent être réduites au minimum, y compris les variations des caractéristiques du circuit qui contrôlent la conception DK et d'autres caractéristiques du circuit qui affectent les variations de conception DK. La meilleure façon de déterminer le degré de variation du DK de conception consiste à effectuer des mesures précises et reproductibles des circuits de référence de plusieurs échantillons provenant de différents lots de production.

De même, le facteur de perte (DF) du matériau de la carte de circuit doit être strictement contrôlé afin d'obtenir des performances de circuit reproductibles à faible perte à 77 GHz. Le choix d'un matériau à faible DF est une cible remarquable, mais il est également important de maintenir un DF stable en fonction de la fréquence à la fréquence des ondes millimétriques. Le changement de DF est un autre facteur qui influence la conception du changement de DK, ce qui rend difficile le maintien de la stabilité de phase et de fréquence dans les signaux de faible longueur d'onde à fréquence d'onde millimétrique.

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At the frequency of 77 GHz, La rugosité de surface du conducteur de feuille de cuivre a un effet significatif sur la perte du conducteur.. The smoother the copper foil, Plus la perte est faible. Although electrolytic copper (ED) is a copper foil conductor type widely used in millimeter wave frequency circuits, En raison de sa rugosité, sa perte est supérieure à celle du cuivre laminé.. Lors de l'évaluation des propriétés des matériaux des circuits imprimés à 77 GHz et à ondes millimétriques, the peel strength (including initial and after heating) cannot be ignored, Parce que l'adhérence de la couche de cuivre et de la couche diélectrique affecte la performance RF du circuit. Like many material parameters, Il existe un compromis entre les propriétés électriques et la résistance à l'écaillage pour le choix des feuilles de cuivre plaquées et laminées.. However, despite the expected trade-offs, C'est pour quand? Ro3003 - carte de circuit materials are used, Le cuivre laminé a une bonne résistance à la pelure tout en offrant des caractéristiques de perte très faibles à 77 GHz.

Parce qu'il faut des caractéristiques de circuit aussi fines sous l'onde millimétrique, the influence of temperature changes on circuit board materials will also cause changes in its performance under 77GHz and other millimeter wave bands. Lorsque le matériau de la carte de circuit est exposé à un large éventail de changements de température, excessive changes in the thermal stability coefficient of Dk (TCDk) and the thermal stability coefficient of Df (TCDf) will be equivalent to changes in Dk and Df. Ces effets de température peuvent être minimisés en sélectionnant des matériaux de carte de circuit qui contrôlent relativement strictement le tcdk et le tcdf.. En gros, a circuit board material with a TCDk of | 50. | ppm /C ou moins est considéré comme une bonne caractéristique de stabilité. Prenons l'exemple de matériaux réels, the TCDk measured by the Ro3003 - carte de circuit C'est 3 ppm./°C.

La faible hygroscopicité est l'une des cibles de la plupart des circuits imprimés à haute fréquence. Pour les matériaux de circuits utilisés dans les bandes d'ondes millimétriques, même de petites différences peuvent affecter leurs performances. Si le matériau du circuit est trop hygroscopique, sa perte augmentera et DK augmentera avec l'humidité. La performance du circuit dans des conditions de fonctionnement idéales est acceptable, mais peut ne pas répondre aux exigences d'une application pratique, par exemple dans des conditions de fonctionnement à haute humidité, en particulier à des fréquences d'ondes millimétriques de courte longueur d'onde.

Enfin, parmi les six paramètres de matériau de circuit qui doivent être pris en considération dans les circuits à ondes millimétriques de 77 GHz, il est bien connu que l '« effet de tressage du verre » entraîne également des changements dans le circuit DK. Dans de nombreux matériaux de circuits électriques, des feuilles de verre sont utilisées pour renforcer les matériaux. Ce faisant, certaines parties du modèle de fibre de l'ensemble du matériau contiennent plus de fibre de verre que d'autres, ce qui entraîne un changement de DK. L'utilisation de matériaux renforcés de fibres de verre augmente les propriétés mécaniques des matériaux de circuit, mais affecte également les propriétés électriques des matériaux de circuit à haute fréquence. Idéalement, les matériaux à haute fréquence n'ont pas besoin de tissu de verre ou de fibre de verre.

Choisissez le matériel qui correspond à vos besoins

Rogers Ro3003 - carte de circuit materials have been proven to meet these six key material requirements for 77 GHz and other millimeter wave circuits. Ro3003 – stratifié Est un matériau à très faible perte, with a typical Df of 0.0010 à 10 GHz avec une tolérance DK strictement contrôlée de ± 0.04. Many millimeter wave circuit design engineers choose 5mil thick ED copper or smoother (lower loss) rolled copper Ro3003 - carte de circuit Comme matériau de circuit. It also has low moisture absorption of less than 0.10%, and TCDk is very low, Typiquement - 3 PPM/°C.

Parce que Ro3003 - carte de circuit material reflects the six key requirements for high-frequency circuits, Il est devenu un choix courant pour les ingénieurs de conception de circuits à ondes millimétriques à 77 GHz et d'autres. En outre, Ro3003 - carte de circuit does not use or need to be reinforced with glass cloth, Donc il n'y a pas de problème avec le tissage du verre. C'est une robe durable., low-loss circuit board material, Pour les circuits qui doivent maintenir la puissance du signal lorsque la fréquence augmente, especially for 77GHz automotive radar systems that focus on improving safety!