電氣性能
發(fā)布時(shí)間:2012/10/3 22:30:39 訪問次數(shù):935
由于無線通信技DAN212K術(shù)向高頻化方向發(fā)展,對(duì)SMB的高頻特性要求更加提高,特別是移動(dòng)通信系統(tǒng)的擴(kuò)增,所用的頻率也由短波帶( 300MHz~lGHz)逐漸進(jìn)入微波帶(1~3GHz)。頻率的增高會(huì)導(dǎo)致基材的介電常數(shù)(8)增大。通常電路信號(hào)的傳輸速度礦(m/s)與s有關(guān)。
V=Kx7
忑式中,K為常數(shù),C為光速,8為PCB的介電常數(shù)。
當(dāng)PCB的£增大時(shí),電路信號(hào)的傳輸速度V降低。例如,聚四氯乙烯基板的8為2.6~3,環(huán)氧基板的s為4.5~4.9,前者比后者低35%~47%,若采用前者制作SMB,則其信號(hào)速度比后者要快40%。
此外,若從信號(hào)損失角度來分析,電介質(zhì)材料在交變電場(chǎng)的作用下會(huì)因發(fā)熱而消耗能量,通常用介質(zhì)損耗角正切( tan8)表示,一般情況下tan8與s成正比關(guān)系。
若tan8增大,介質(zhì)吸收波長(zhǎng)和熱,損失大,在高頻下這種關(guān)系就更加明顯,它直接影響高頻傳輸信號(hào)的效率。
總之,s和tan8是評(píng)估SMB基材電氣性能的重要參數(shù),當(dāng)電路的工作頻率大于1GHz時(shí)通常要求基材的8<3.5,tan8< 0.02。此外,評(píng)估基材的電氣性能指標(biāo)還有抗電強(qiáng)度、絕緣電阻、抗電弧性能等。
(2)特性阻擾Zo
①ZO的定義。當(dāng)直流電通過導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生阻力,這個(gè)阻力稱為電阻(R),而當(dāng)脈動(dòng)電通過導(dǎo)體時(shí),同樣受到阻力,但除了受到電阻外,還受到感抗(XL)和容抗(XC)的阻力,因此電路或元器件對(duì)通過其中的交流電流所產(chǎn)生的阻礙稱為阻抗,而在計(jì)算機(jī)等數(shù)字通信產(chǎn)品中,印制線路傳輸?shù)氖怯呻妷号c時(shí)間構(gòu)成的方波信號(hào)(Square Wave Signal),通常又稱為脈沖信號(hào),此時(shí)所遭遇的阻力稱為特性阻抗( Characteristic Impedance)。
早期PCB的印制線,僅起到PCB層次之間的元器件和部件之間的互連功能,但隨著數(shù)字電子產(chǎn)品的高速化,例如CPU,在2001年達(dá)到1.8GHz,而今后5年的發(fā)展規(guī)劃要達(dá)到10GHz,作為電子元器件支撐的PCB已不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的電氣互連裝置,PCB需求方也不僅滿足于印制線的導(dǎo)通功能,而且應(yīng)作為一種傳輸線路,需要有傳輸?shù)男Ч?BR> ②Zo高精度控制的意義。依據(jù)IPC-2141標(biāo)準(zhǔn)的3.4.4節(jié),當(dāng)信號(hào)在導(dǎo)線傳輸時(shí),若導(dǎo)線的長(zhǎng)度達(dá)到所傳輸信號(hào)波長(zhǎng)的1/7,則此時(shí)的導(dǎo)線便成為信號(hào)傳輸線。以手機(jī)為例:當(dāng)工作頻率為900MHz時(shí),電氣信號(hào)傳送速度礦=C光=30×104×l03rrr]s
則
即當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度大于等于4.76cm時(shí),導(dǎo)線應(yīng)看成傳輸線,需要對(duì)其進(jìn)行特性阻抗控制,小于4.76cm長(zhǎng)度的導(dǎo)線可按普通導(dǎo)線看待,不必考慮特性阻抗問題。
特性阻抗與傳輸線的感抗(XL)及容抗(Xc)的大小有關(guān),其關(guān)系式為
由于無線通信技DAN212K術(shù)向高頻化方向發(fā)展,對(duì)SMB的高頻特性要求更加提高,特別是移動(dòng)通信系統(tǒng)的擴(kuò)增,所用的頻率也由短波帶( 300MHz~lGHz)逐漸進(jìn)入微波帶(1~3GHz)。頻率的增高會(huì)導(dǎo)致基材的介電常數(shù)(8)增大。通常電路信號(hào)的傳輸速度礦(m/s)與s有關(guān)。
V=Kx7
忑式中,K為常數(shù),C為光速,8為PCB的介電常數(shù)。
當(dāng)PCB的£增大時(shí),電路信號(hào)的傳輸速度V降低。例如,聚四氯乙烯基板的8為2.6~3,環(huán)氧基板的s為4.5~4.9,前者比后者低35%~47%,若采用前者制作SMB,則其信號(hào)速度比后者要快40%。
此外,若從信號(hào)損失角度來分析,電介質(zhì)材料在交變電場(chǎng)的作用下會(huì)因發(fā)熱而消耗能量,通常用介質(zhì)損耗角正切( tan8)表示,一般情況下tan8與s成正比關(guān)系。
若tan8增大,介質(zhì)吸收波長(zhǎng)和熱,損失大,在高頻下這種關(guān)系就更加明顯,它直接影響高頻傳輸信號(hào)的效率。
總之,s和tan8是評(píng)估SMB基材電氣性能的重要參數(shù),當(dāng)電路的工作頻率大于1GHz時(shí)通常要求基材的8<3.5,tan8< 0.02。此外,評(píng)估基材的電氣性能指標(biāo)還有抗電強(qiáng)度、絕緣電阻、抗電弧性能等。
(2)特性阻擾Zo
①ZO的定義。當(dāng)直流電通過導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生阻力,這個(gè)阻力稱為電阻(R),而當(dāng)脈動(dòng)電通過導(dǎo)體時(shí),同樣受到阻力,但除了受到電阻外,還受到感抗(XL)和容抗(XC)的阻力,因此電路或元器件對(duì)通過其中的交流電流所產(chǎn)生的阻礙稱為阻抗,而在計(jì)算機(jī)等數(shù)字通信產(chǎn)品中,印制線路傳輸?shù)氖怯呻妷号c時(shí)間構(gòu)成的方波信號(hào)(Square Wave Signal),通常又稱為脈沖信號(hào),此時(shí)所遭遇的阻力稱為特性阻抗( Characteristic Impedance)。
早期PCB的印制線,僅起到PCB層次之間的元器件和部件之間的互連功能,但隨著數(shù)字電子產(chǎn)品的高速化,例如CPU,在2001年達(dá)到1.8GHz,而今后5年的發(fā)展規(guī)劃要達(dá)到10GHz,作為電子元器件支撐的PCB已不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的電氣互連裝置,PCB需求方也不僅滿足于印制線的導(dǎo)通功能,而且應(yīng)作為一種傳輸線路,需要有傳輸?shù)男Ч?BR> ②Zo高精度控制的意義。依據(jù)IPC-2141標(biāo)準(zhǔn)的3.4.4節(jié),當(dāng)信號(hào)在導(dǎo)線傳輸時(shí),若導(dǎo)線的長(zhǎng)度達(dá)到所傳輸信號(hào)波長(zhǎng)的1/7,則此時(shí)的導(dǎo)線便成為信號(hào)傳輸線。以手機(jī)為例:當(dāng)工作頻率為900MHz時(shí),電氣信號(hào)傳送速度礦=C光=30×104×l03rrr]s
則
即當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度大于等于4.76cm時(shí),導(dǎo)線應(yīng)看成傳輸線,需要對(duì)其進(jìn)行特性阻抗控制,小于4.76cm長(zhǎng)度的導(dǎo)線可按普通導(dǎo)線看待,不必考慮特性阻抗問題。
特性阻抗與傳輸線的感抗(XL)及容抗(Xc)的大小有關(guān),其關(guān)系式為
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