PCB材料的設(shè)計Dk

時間：2015-09-28作者：深圳市隆暢鑫射頻電路有限公司瀏覽：464

介電常數(shù)Dk是印刷電路板材較重要的參數(shù)之一，電路設(shè)計者依靠它來確定微帶電路的阻抗和物理尺寸。但在層壓板的資料上經(jīng)常能看到同種材料的不同Dk值，比如一個過程Dk和規(guī)格Dk，有的材料商會提供用于計算機輔助設(shè)計軟件的Dk值。同一個參數(shù)為什么有這么多的值，有沒有一個在設(shè)計電路可以信任的Dk值。

在PCB制造過程中，有許多不同的測量微波層壓板Dk值的方法，而不同的方法測量對同種材料經(jīng)常會給出不同的結(jié)果。有一些測量方法使用的是原始的PCB材料即沒有加工形成電路，而有的方法則使用一個可預(yù)測表現(xiàn)熟知性能的電路，從而確定該材料的Dk值。材料生產(chǎn)商可能會用類似于生產(chǎn)Dk的說法來特指材料在生產(chǎn)過程中的目標(biāo)值，通常，對給定的層壓板來說，過程Dk和規(guī)格Dk是相同的。

一個較有意義的Dk版本是公布在羅杰斯選型手冊上的設(shè)計Dk，而且它也是用于MWI阻抗計算器的Dk值，該軟件可向羅杰斯中國區(qū)分銷商世強索取。設(shè)計Dk值在用于電路設(shè)計的目的時可以提供較為準確也是較具重復(fù)性的結(jié)果，尤其在商用CAE電路和系統(tǒng)模擬程序中。

對于某些材料，過程或者規(guī)格Dk可能與設(shè)計Dk相同。舉個例子來說，羅杰斯RT 6002微波層壓板，它的過程Dk和設(shè)計Dk在Z軸方向都是2.94。一的區(qū)別在于，板材資料上的過程Dk只針對于10GHz頻率，而設(shè)計Dk則適用8GHz到40GHz的頻率范圍。規(guī)程Dk和設(shè)計Dk是用兩種不同的測試方法得出的結(jié)果。

同時，Dk值可能有些差別。羅杰斯RO3010層壓板在10GHz z軸的過程Dk是10.2，但是為了達到較加精確模擬的目的，在使用商用CAE軟件仿真的時候我們推薦的設(shè)計Dk是11.2。

既然我們已經(jīng)測量得到了過程和規(guī)格Dk的值，那為什么還需要一個設(shè)計Dk值？目前，有很多測試方法來測試層壓板的Dk值。舉個例子，**貿(mào)易組織IPC列舉了13種不同的確定材料Dk值的測試方法。材料供應(yīng)商可以使用這些測試方法中的任何幾種來確定他們自己的Dk值。同樣，層壓板的使用者可能會在用它來進行設(shè)計之前用他們自己不一樣的方法來確定層壓板的Dk值。在之前作為例子提到的兩種材料，每個例子都用到不同的測試方法來確定過程/規(guī)格Dk值和設(shè)計Dk值：夾具式的帶狀線方法用來確定過程/規(guī)格Dk值而差相長度方法用于測量設(shè)計Dk值。

比如羅杰斯內(nèi)部，雖然全板共振（FSR）測試方法也可用于驗證性測試，但是X波段夾具式帶狀線諧振器測試用于規(guī)格或者過程Dk的標(biāo)準驗證性測試。在羅杰斯內(nèi)部分離介質(zhì)諧振器測試（SPDR）方法也可以用來描述材料的特性。為了確定設(shè)計Dk值，所有材料都會用微帶線差相長度方法來進行測試。

雖然沒有任何一種測試方法是**的，但是差相長度方法因為它的簡便性而比較受歡迎。它根據(jù)在同一種層壓板上加工形成兩個長度差別很大的微帶電路，用同一種連接器或測試夾具來確定對于一個給定測試頻率不同電路之間的相位差。Dk值可以根據(jù)物理長度以及相位差通過簡單的計算來確定。在實際過程中，這個過程將在盡可能多的頻率上進行重復(fù)。這并不是一個快速的方法，但是它的確提供了一個z軸方向的精確結(jié)果，且非均質(zhì)性材料（x軸和y軸上的Dk值）幾乎對測試沒什么影響。

這個測試方法經(jīng)常用于實際應(yīng)用的微帶電路中。為了把銅箔效應(yīng)考慮在內(nèi)，這個方法還應(yīng)用在高頻測試上，一片帶表面粗糙的銅箔層壓板會比帶表面光滑銅箔層壓板所測得的顯性Dk值較高。用低頻率測試方法可能就不會顯示銅箔表面粗糙度對于測得Dk值的影響。


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