マイクロ波技術 - マイクロ波プリント板材料選択と受動相互変調

With the 開発 of 無線 コミュニケーション エーnd ブロードバンド ネットワーク, マイクロ波プリント板 is なし 長い 単に on いくつか 絶縁 基板 クロス メタル ワイヤ to 達成 相互接続. イン 多く ケース, the 基板 エーnd メタル 導体 有 なる pエーrt of the 機能性 元素. 特に イン RF アプリケーション, どこ コンポーネント 相互作用 with the 基板, PCB デザイン エーnd 製造 ますます 有 エー 臨界 衝撃 on 製品 機能性. エー 代表的 部分 of エー マイクロ波 HF プレート, 図示 イン フィギュア 1 on the 左側, どこ the 導体 エーre 個人 元素.

我々 PCB メーカー エーre エーlso その他 関与 イン 設計 もの, 特に for 高い 頻度, 高速 シグナル 伝送. デザイナー 必須 エーlso 有 エー ディープ 理解 of PCB製造 プロセス to 生産する 修飾, 高性能 PCBs.

私たちは、この問題から始めて、デザインと製造の間のコミュニケーションとコミュニケーションを深めることを望んで、いくつかの技術的な議論をするために、浅いものから深いものまで、しばしば接触するパラメータのいくつかを導入します。

誘電率

誘電率（dk，△，er）は媒体中の電気信号の速度を決定する。電気信号の速度は、誘電率の平方根に反比例する。誘電率が低いほど、信号伝送速度が速くなる。良い比喩を与えるには、ビーチで実行していると水があなたの足首までです。水の粘性を誘電率と呼ぶ。粘り気の水、高い誘電率、あなたが走る低速。

誘電率は、測定または定義が非常に容易ではなく、媒体自体の特性に関連するだけでなく、試験方法、試験周波数、及び試験の前及び試験中の材料の状態にも関する。また、誘電率は温度によって変化し、いくつかの特殊材料は、温度を考慮して開発される。水の誘電率は70であり，水分はほとんど変化しないので，湿度は誘電率に影響する重要な因子でもある。

It c安 ビー 見る あれ the 理想 材料 for 高速高周波PCB アプリケーション is 安 空気 中 ラップ イン 銅 ホイル with a 厚さ 許容 of +/- 0.00001 ". AS a 材料 開発, e非常に一つ is workインg イン この 方向, such AS アーロンの 特許を受けた フォマクラッド, どちら is 理想 for ベース ステーション アンテナ. しかし, ない すべて デザインs are the 小さい the 誘電体 定数, the ベター, it is しばしば ベース on いくつか 実際 デザイン, いくつか 要件 of the 小さい 体積 of lインes, しばしば 必要 高い 誘電体 定数 材料, such AS アーロン AR 1000 使用 イン 小型化 回路 デザイン. いくつか デザイン, such AS パワー アンプ, commのみ 用途 a 誘電体 定数 of 2.55(e.g., アーロン Diclad527, AD 255, etc.), or 3.5(e.g., AD 350,25 N/FR, etc.). There are also それら with a 4.5 誘電体 定数, such AS the AD 450, どちら are 主に スイッチ から the FR - 4 デザイン to high-頻度 アプリケーション, 望み to 続行 with the 前 デザイン.

信号の伝送速度に直接影響することに加えて、誘電率はまた、特性インピーダンスが異なる部分のマイクロ波通信回路基板において特に重要になるように、大きなインピーダンスを決定する。インピーダンス不整合が生じた場合は、VSWR（定在波比）ともいう。

cter：誘電率は温度によって変化し，マイクロ波応用で使用される材料は屋外でしばしば屋外であるので，宇宙環境でもcter（erの熱係数）も重要なパラメータである。いくつかのセラミック粉末充填PTFEは、（CTE）などの非常に良好な特性を有することができる。

損失係数(損失正接, DF ,散逸因子)

誘電率に加えて，損失因子は材料の電気的性質に影響する重要なパラメータである。損失損失、損失係数などとして知られている誘電損失は、媒体中の信号の損失を指し、また、エネルギーの損失とも言える。これは、それらが架橋しているので、それらが実際にそうすることができないとしても、それらが誘電層を通過するとき、媒体中の分子は高周波信号（常に正と負の相の間で常にシフトしている）に従って配向しようとするからである。しかし、周波数の変化は、分子が移動し、多くの熱を生成し、エネルギーの損失につながる。ptfeのようないくつかの材料は非極性分子を持っているので，電磁場変化に影響されず，損失は小さい。同様に、損失係数は周波数および試験方法に関連する。一般的な規則は、周波数が高いほど損失が大きいということである。

最も直感的な例は、送電における電力の消費である。回路設計損失が小さい場合。バッテリ寿命を大幅に増加することができます。信号を受信すると、材料の損失が使用され、信号に対するアンテナの感度が高くなり、信号はより鮮明になる。

一般的に使用されるFR 4エポキシ樹脂（DK 4.5）は、比較的強い極性を有し、1 GHzで約0.025の損失を有し、この条件下でのPTFE基板（DK 2.17）の損失は0.0009である。ガラス充填ポリイミドと比較して、石英を充填したポリイミドは、純シリコン含有量のため、低い誘電率だけでなく、より低い損失も有する。

The 分子 構造 of PTFE is 図示 イン the フィギュア ビーlow. 我々 缶 参照 あれ the 構造 of PTFE is 非常に 対称, with a タイト c - f 債券 安d なし 極 グループ. したがって, with the ch安ge of 電磁波 フィールド and the 可能性 of rockインg is 非常に 小さい, 図示 イン the 電気 特徴s is a 小さい 損失.

熱膨張係数（CTE）

熱膨張係数は，通常係数熱効率（cte）として重要である。加熱時の材料の膨張を指す。実際の材料展開は体積変化を意味するが、基板の特性のために、平面（X、Y -）および垂直（Z -）拡張をそれぞれ考慮する傾向がある。

平面熱膨張はしばしば強化層材料（例えば、ガラス布、石英、熱マウント）によって制御することができ、一方縦方向の膨張はガラス変換温度より上で制御するのが常に困難である。

Flアット CTE is 必須 for インstallインg 高密度 パッケージ. If the チップ (通常 CTE の間 6 ppm/C) is インstalled on a 従来 <強い>PCB (CTE 18 ppm/C), it 五月 原因 過剰 半田 joインts to age アフター 複数 熱 サイクル. The ( z -)axis CTE 直接 影響 the 信頼性 of the plantインg ホール, eスペシャルly for マイクロ波プリント板.