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FPC高頻材料信號損耗分析时间:2018-01-31 【转载】 阅读 隨著電子產品的小型化、數字化、高度集成化,以及它的信號傳送的高頻化、高速化的發(fā)展,信號完整性正變得越發(fā)重要,對印制電路板而言,信號傳送的特性頻率在GHz以上時,其不再僅僅是簡單的“支撐元器件的載板”,而更被看作“傳送電器信號載體”的“電介質體”,為達到“信號傳輸線”的特性要求,不僅靠導線特性(如導線寬度、精度及導體厚度等)的控制,更重要還與基材介質特性有關。因此,高頻高速化的發(fā)展已對印制板的材料和設計制造提出了更高要求。 已有研究表明,傳輸線的介質材料選擇及參數設計對傳輸線的損耗具有決定性的影響,如果材料選擇或參數設計不當,傳輸線損耗過大會使波形失真很大,導致整個波形發(fā)生畸變。對高頻FPC的制作而言,通過有效的方法評估材料的信號傳輸性能,在適當的材料特性(介電常數、介質損耗因子)下獲得具有較小傳輸損耗的產品尤為重要。 實驗設備: 阻抗測試儀:是德Keysight E5071C阻抗測試儀,測試頻率:300KHz-20GHZ, 信號損耗測試:是德Keysight N5225B PNA 矢量網絡分析儀,測試頻率:7.5 GHz、10 GHz; 測試結論: 通過以上實驗和分析,對幾種典型的FPC材料的信號傳輸性能有了直觀的認識,在損耗性能的測試對比分析 中獲得如下結論: (1)通過建立信號損耗的理論計算模型,為高頻材料的對比提供了簡便的途徑,當給定一種材料及材料特 性參數時,通過模型即可計算出其大致的理論損耗,無需繁瑣的實驗測試對比即可了解材料性能。 (2)通過模型獲得的理論損耗值與實測值有一致的損耗增減規(guī)律,在5 GHz內理論與實際吻合得較好,在20 GHz以內可通過一定比例的修正獲得材料損耗的預測值。10 GHz以內時信號損耗以導體損耗為主,10 GHZ以上 時介質損耗占比重逐漸增大,高頻時除了重點改善導損還要選擇優(yōu)良的介質層以減少介損。 (3)對于光滑無損傳輸線的一次傳輸而言,阻抗匹配對信號損耗的影響為0.446 dB,與線長關系不大。而信 號損耗中的介質損耗和導體損耗隨著測試頻率的增大和傳輸線變長而正比增大。生產中應盡量縮短傳輸線的長 度以減少介質損和導體損耗。 (4)從介質損耗看,常用的PI基柔性材料由于損耗因子較大因而介質損耗也較大,而PTFE和LCP材料的損 耗僅為PI的20%~30%,在高頻傳輸上優(yōu)勢明顯,有望替代PI材料成為高頻FPC制作的首選。 |