SI 9000 及阻抗匹配学习笔记(三)

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                                        关于板材材质、介电常数等研究

    FR-4环氧玻璃布层压板,根据使用的用途不同,行业一般称为:FR-4 Epoxy Glass Cloth、绝缘板、环氧板、环氧树脂板、溴化环氧树脂板、FR-4、玻璃纤维板、玻纤板、FR-4补强板、FPC补强板、柔性线路板补强板、FR-4环氧树脂板、阻燃绝缘板、FR-4积层板、环氧板、FR-4光板、FR-4玻纤板、环氧玻璃布板、环氧玻璃布层压板、线路板钻孔垫板。主要技术特点及应用:电绝缘性 [1]  能稳定、平整度好、表面光滑、无凹坑、厚度公差标准,适合应用于高性能电子绝缘要求的产品,如FPC补强板、PCB钻孔垫板、玻纤介子、电位器碳膜印刷玻璃纤维板、精密游星齿轮(晶片研磨)、精密测试板材、电气(电器)设备绝缘撑条隔板、绝缘垫板、变压器绝缘板、电机绝缘件、研磨齿轮、电子开关绝缘板等。

常用FR-4半固化片参数

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介质层厚度与介电常数(生益及等同材料)

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举个例子:

在百度上某打板公司采用的板材来源:

FR-4(建滔KB6160A) 玻璃化温度:TG130 耐焊值:288°C

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其介电常数曲线图:

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        有图可以看出FR-4板材应用的频率范围,随着频率的升高,其介电常数将下降,但趋于某点稳定,如果板子应用于某段高频代电路,其板材的介电常数与正切值需要进一步研究,或者选用更好的板材,此处不再进行延展性解释。

        一般情况下Er的分水岭默认为1GHZ(高频)。目前材料厂商能够承诺的指标<5.4(1MHz),根据我们实际加工的经验,在使用频率为1GHZ以下的其Er认为4.2左右。1.5—2.0GHZ的使用频率其仍有下降的空间。故设计时如有阻抗的要求则须考虑该产品的当时的使用频率。

( 板材正切值:介电损耗角正切,表征电介质材料在施加电场后介质损耗大小的物理量,以tanδ来表示,δ是介电损耗角

    定义:介电损耗角正切又称介质损耗角正切,是指电介质在单位时间内每单位体积中,将电能转化为热能(以发热形式)而消耗的能量。

    原理:材料介电性能主要用介电常数ε和介电损耗角正切tanδ来表征,其中介电常数是综合反映电介质极化行为的宏观物理量。介电损耗角正切表征每个周期内介质损耗的能量与其贮存能量之比。

    作用:

            实际工程应用中,介质损耗通常都是用介质损耗角的正切tanδ来表示的。用tanδ值来研究电介质损耗具有以下两个明显的优点:

(1)tanδ值可以和介电常数ε同时测量得到;
(2)tanδ值与测量样品的大小和形状都无关,是电介质自身的属性,并且在许多情况下,tanδ值比ε值对介质特性的改变敏感的多。

上述描述摘自百科,综上所述,如果在基于对高速电路设计,应尽可能选择Er和tanδ小的材质。
材料中有一案例,在SI8000的使用中,应用外层无盖油(阻焊)模式,进行计算含盖油模式的板材

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                                         PCB板材介电常数的测量方法
     板材的介电常数测量方法,根据搜寻的相关论文,有实验考察谐振腔法、传输线法(S3)、反推法等。本文不做讨论,我将上传一篇其相关研究的论文。

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     FR-4(建滔KB6160A) 玻璃化温度:TG130 耐焊值:288°C 产品书

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