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PCB高频高速板材选择方法

  • 发布时间:2022-06-27 17:16:25
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       在选择PCB板时,我们必须在满足设计要求、批量生产和成本之间取得平衡。简而言之,设计要求包括电气和结构可靠性。在设计高速PCB板(频率大于GHz)时,这个问题通常更为重要。例如,常用的FR-4材料在几个GHz频率下具有较大的介电损耗DF(介电损耗),这可能不适用。

  例如,10Gb/s的高速数字信号是方波,可以将其视为不同频率正弦波信号的叠加。因此,10Gb/s包括许多不同的频率信号:5GHz的基频信号、三阶15GHz、五阶25ghz、七阶35GHz信号,等。保持数字信号的完整性和上下边缘的陡度与射频微波的低损耗和低失真传输(数字信号的高频谐波部分到达微波频带)相同。因此,在许多方面,高速数字电路PCB的材料选择与射频微波电路相似。

  在实际工程操作中,高频板的选择看似简单,但仍有许多因素需要考虑。通过本文的介绍,作为PCB设计工程师或高速项目负责人,我对板材的特性和选择有了一定的了解。了解板材的电气性能、热性能和可靠性。合理使用层压,设计出可靠性高、加工性能好的产品,并对各种因素进行优化考虑。

 

  下面将分别介绍,选择合适的板材主要考虑因素:

  1、可制造性:

  例如,多重压制性能、温度性能、CAF/耐热性、机械韧性(附着力)(良好的可靠性)和防火等级如何;

  2、材料的可及时获得性:

  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;

  3、成本因素Cost:

  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;

  4、法律法规的适用性等:

  要与不同国家环保法规相融合,满足RoHS及无卤素等要求。

  在上述因素中,高速数字电路的运行速度是PCB选择中考虑的主要因素。电路速度越高,选择的pcbdf值应越小。中低损耗电路板适用于10Gb/s数字电路;低损耗板适用于25gb/s数字电路;超低损耗的平板将适应更快的高速数字电路,其速度可以达到50GB/s或更高。

  从材料Df看:

  Df介于0.01~0.005电路板材适合上限为10Gb/S数字电路;

  Df介于0.005~0.003电路板材适合上限为25Gb/S数字电路;

  Df不超过0.0015的电路板材适合50Gb/S甚至更高速数字电路。

  常用的高速板材有:

  1)、罗杰斯Rogers:RO4003、RO3003、RO4350、RO5880等

  2)、台耀TUC:Tuc862、872SLK、883、933等

  3)、松下Panasonic:Megtron4、Megtron6等

  4)、Isola:FR408HR、IS620、IS680等

  5)、Nelco:N4000-13、N4000-13EPSI等

  6)、东莞生益、泰州旺灵、泰兴微波等

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