А-КОНТРАКТ на выставке RADEL с 21 по 23 сентября 2020 г

|   Статьи А-КОНТРАКТ

Компания А-КОНТРАКТ приглашает на свой стенд А2-6 в павильон Н на выставке «Радиоэлектроника и приборостроение» (Санкт-Петербург, КВЦ «ЭКСПОФОРУМ»)

Далее

Новая цифровая PPL — самая маленькая в мире. Часть 1

автор Перевод: Сергей Шихов | |   Статьи А-КОНТРАКТ

Статья переведена и подготовлена к публикации в журнале "Компоненты и технологии" (№8, 2020г.) при поддержке компании А-КОНТРАКТ.

Далее

СВЧ параметры материалов печатных плат: почему различные методы тестирования выдают различные электрические показатели?


Джон Кунрод (John Coonrod),
старший инженер по развитию рынка в Rogers Corporation


Большое разнообразие методов тестирования существует для любой электронной задачи. Данная статья касается вопросов, имеющих отношение к определению диэлектрической постоянной (Dk) и тангенсу угла диэлектрических потерь (Df или Tan-Delta). В таблице данных разработчик, например, может видеть показатель Dk для материала 3,5. Когда разработчик покупает материал и проверяет необходимые характеристики, он может обнаружить, что Dk материала 3,8. В некоторых устройствах данная разница в показателях Dk возможно не имеет значения; однако, для многих RF и высокоскоростных цифровых устройств, эта разница может быть очень значительной. Что действительно интересно в данном примере - это то, что оба показателя Dk могут быть корректными, в зависимости от используемого метода тестирования.

Большинство покрытий, использующихся в индустрии печатных плат, являются анизотропными, что значит, что их электрические характеристики не одинаковы по всем трем осям материала. Обычно толщина (ось Z) материала будет иметь отличный от осей Х и Y показатель Dk материала. Причины этого зависят от типа материала, который анализировался.

Покрытия, использующиеся в индустрии печатных плат, обычно сделаны из усиленного стекловолокна, однако, есть определенные исключения. Слой стеклянного усиления обычно имеет отличные Dk и Df от тех, которыми обладает подложка покрытия. Стандартное Е-стекло, обычно используемое для покрытий печатных плат, имеет типичный показатель Dk около 6 и тангенс угла диэлектрических потерь около 0,004. Обычное FR-4 покрытие использует относительно простые системы смолы и сама смола имеет Dk около 3 и Df около 0.03. Различные соотношения смолы к стекловолокну становятся причиной того, что покрытие имеет Dk с показателем где-то между показателями смолы и стекловолокна. Однако, влияние отношения волокно-смола на Dk обычно учитывается при оценке материала по толщине, и если оценить Х и Y оси, показатель Dk может отличаться от результатов по оси Z.

Существует большое количество методов тестирования для оценки материала по Dk и Df. Наиболее часто используемые методы в сфере покрытий печатных плат для выполнения этих измерений обычно созданы для оценки материалов в очень большом объеме. Из-за этой проблемы эти методы тестирования требуют определять Dk и Df относительно быстро, иметь хорошую повторяемость и быть использованными для контроля качества. Обычный метод тестирования - это закрепленный полосковый резонатор, где зажимное приспособление используется для того, чтобы сформировать полосковую структуру; структура слоя полосковой линии передачи земля-сигнал-земля. Этот метод тестирования определяет Dk и Df материала в зажимном приспособлении и более конкретно он определяет эти показатели, имеющие отношение к толщине материала.

Другие тесты, используемые в тестировании больших объемов, включают SPDR (split-post dielectric resonator), методы прямоугольного резонатора и открытого резонатора. Все три этих метода имеют электрические поля, ориентированные перпендикулярно материалу, что значит, что эти методы тестирования будут оценивать X-Y панели материала, а не Z. В случае со стандартным FR-4 материалом, который является составным смола-стекловолокно, номер Dk может очень сильно отличаться в x-y панели от Z-оси из-за влияния стекловолокна.

Возвращаясь к начальному примеру, когда материал при тестировании имел Dk 3,5, а затем другой тест того же материала показал Dk в 3,8, мы говорим, что оба этих показателя могут быть корректными, при использовании двух различных методов тестирования. Эти показатели в действительности базируются на реальном жизненном опыте, когда тестировались высокочастотные покрытия, базирующиеся на PTFE с керамическим наполнением и усилением стекловолокна. С этим типом материала возможно иметь одинаковый кусочек тестируемого материала в тесте с закрепленным полосковым резонатором и получить показатель 3,5, а затем в тесте SPDR получить результат 3,8. Так как тест с закрепленным полосковым резонатором оценивает материал по оси Z, а SPDR оценивает X-Y панель материала, то оба результата очевидно различны, но оба правильны. По существу эти измерения показывают до определенной степени чем является анизотропный материал, где по оси Z Dk материала составляет 3,5 и по X-Y панели Dk материала составляет 3,8.

Знание анизотропных показателей Dk покрытия обычно является критичным для RF устройств с особенностями соединения краев. В случае с высокоскоростными цифровыми схемами, эти показатели могут быть важными для дифференциальных пар. Знание этих показателей может быть важным, но также важным дополнением к процессу проектирования является наличие моделирующих программ, которые могут включить эти показатели в прогнозируемую производительность схемы. Джон Кунрод (John Coonrod) - старший инженер по развитию рынка в Rogers Corporation.

Всегда очень рекомендуется связаться с вашим поставщиком материала, если у вас есть вопросы по Dk или Df покрытия. Вы должны узнать, какой метод тестирования использовался и по какой оси или осям оценивался материал. Другим хорошим вопросом для выяснения у поставщика является частота, при которой эти показатели генерируются, так как Dk и Df материала зависят от частоты. Наличие точной детальной информации о покрытии на стадии проектирования проекта является необходимым для его успеха.

Источник: iconnect007.uberflip.com

Назад