在選擇時,我們必須在滿足設(shè)計要求、批量生產(chǎn)和成本之間取得平衡。簡而言之,設(shè)計要求包括電氣和結(jié)構(gòu)可靠性。在設(shè)計高速PCB板(頻率大于GHz)時,這個問題通常更為重要。例如,常用的FR-4材料在幾個GHz頻率下具有較大的介電損耗DF(介電損耗),這可能不適用。
??例如,10Gb/s的高速數(shù)字信號是方波,可以將其視為不同頻率正弦波信號的疊加。因此,10Gb/s包括許多不同的頻率信號:5GHz的基頻信號、三階15GHz、五階25ghz、七階35GHz信號,等。保持數(shù)字信號的完整性和上下邊緣的陡度與射頻微波的低損耗和低失真?zhèn)鬏敚〝?shù)字信號的高頻諧波部分到達微波頻帶)相同。因此,在許多方面,高速數(shù)字電路PCB的材料選擇與射頻微波電路相似。
??在實際工程操作中,高頻板的選擇看似簡單,但仍有許多因素需要考慮。通過本文的介紹,作為PCB設(shè)計工程師或高速項目負責人,我對板材的特性和選擇有了一定的了解。了解板材的電氣性能、熱性能和可靠性。合理使用層壓,設(shè)計出可靠性高、加工性能好的產(chǎn)品,并對各種因素進行優(yōu)化考慮。
??下面將分別介紹,選擇合適的板材主要考慮因素:
??1、可制造性:
??例如,多重壓制性能、溫度性能、CAF/耐熱性、機械韌性(附著力)(良好的可靠性)和防火等級如何;
??2、材料的可及時獲得性:
??很多高頻板材采購周期非常長,甚至2-3個月;除常規(guī)高頻板材RO4350有庫存,很多高頻板都需要客戶提供。因此,高頻板材需要和廠家提前溝通好,盡早備料;
??3、成本因素Cost:
??看產(chǎn)品的價格敏感程度,是消費類產(chǎn)品,還是通訊、醫(yī)療、工業(yè)、軍工類的應(yīng)用;
??4、法律法規(guī)的適用性等:
??要與不同國家環(huán)保法規(guī)相融合,滿足RoHS及無鹵素等要求。
??在上述因素中,高速數(shù)字電路的運行速度是PCB選擇中考慮的主要因素。電路速度越高,選擇的pcbdf值應(yīng)越小。中低損耗電路板適用于10Gb/s數(shù)字電路;低損耗板適用于25gb/s數(shù)字電路;超低損耗的平板將適應(yīng)更快的高速數(shù)字電路,其速度可以達到50GB/s或更高。
??從材料Df看:
??Df介于0.01~0.005電路板材適合上限為10Gb/S數(shù)字電路;
??Df介于0.005~0.003電路板材適合上限為25Gb/S數(shù)字電路;
??Df不超過0.0015的電路板材適合50Gb/S甚至更高速數(shù)字電路。
??常用的高速板材有:
??1)、羅杰斯Rogers:RO4003、RO3003、RO4350、RO5880等
??2)、臺耀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