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电气性能

发布时间:2012/10/3 22:30:39 访问次数:910

  由于无线通信技DAN212K术向高频化方向发展,对SMB的高频特性要求更加提高,特别是移动通信系统的扩增,所用的频率也由短波带( 300MHz~lGHz)逐渐进入微波带(1~3GHz)。频率的增高会导致基材的介电常数(8)增大。通常电路信号的传输速度矿(m/s)与s有关。
    V=Kx7
    忑式中,K为常数,C为光速,8为PCB的介电常数。
    当PCB的£增大时,电路信号的传输速度V降低。例如,聚四氯乙烯基板的8为2.6~3,环氧基板的s为4.5~4.9,前者比后者低35%~47%,若采用前者制作SMB,则其信号速度比后者要快40%。
    此外,若从信号损失角度来分析,电介质材料在交变电场的作用下会因发热而消耗能量,通常用介质损耗角正切( tan8)表示,一般情况下tan8与s成正比关系。
    若tan8增大,介质吸收波长和热,损失大,在高频下这种关系就更加明显,它直接影响高频传输信号的效率。
    总之,s和tan8是评估SMB基材电气性能的重要参数,当电路的工作频率大于1GHz时通常要求基材的8<3.5,tan8< 0.02。此外,评估基材的电气性能指标还有抗电强度、绝缘电阻、抗电弧性能等。
    (2)特性阻扰Zo
    ①ZO的定义。当直流电通过导体时会产生阻力,这个阻力称为电阻(R),而当脉动电通过导体时,同样受到阻力,但除了受到电阻外,还受到感抗(XL)和容抗(XC)的阻力,因此电路或元器件对通过其中的交流电流所产生的阻碍称为阻抗,而在计算机等数字通信产品中,印制线路传输的是由电压与时间构成的方波信号(Square Wave Signal),通常又称为脉冲信号,此时所遭遇的阻力称为特性阻抗( Characteristic Impedance)。
    早期PCB的印制线,仅起到PCB层次之间的元器件和部件之间的互连功能,但随着数字电子产品的高速化,例如CPU,在2001年达到1.8GHz,而今后5年的发展规划要达到10GHz,作为电子元器件支撑的PCB已不再是一个简单的电气互连装置,PCB需求方也不仅满足于印制线的导通功能,而且应作为一种传输线路,需要有传输的效果。
    ②Zo高精度控制的意义。依据IPC-2141标准的3.4.4节,当信号在导线传输时,若导线的长度达到所传输信号波长的1/7,则此时的导线便成为信号传输线。以手机为例:当工作频率为900MHz时,电气信号传送速度矿=C光=30×104×l03rrr]s
  
  则         
   

即当导线的长度大于等于4.76cm时,导线应看成传输线,需要对其进行特性阻抗控制,小于4.76cm长度的导线可按普通导线看待,不必考虑特性阻抗问题。
    特性阻抗与传输线的感抗(XL)及容抗(Xc)的大小有关,其关系式为
                

  由于无线通信技DAN212K术向高频化方向发展,对SMB的高频特性要求更加提高,特别是移动通信系统的扩增,所用的频率也由短波带( 300MHz~lGHz)逐渐进入微波带(1~3GHz)。频率的增高会导致基材的介电常数(8)增大。通常电路信号的传输速度矿(m/s)与s有关。
    V=Kx7
    忑式中,K为常数,C为光速,8为PCB的介电常数。
    当PCB的£增大时,电路信号的传输速度V降低。例如,聚四氯乙烯基板的8为2.6~3,环氧基板的s为4.5~4.9,前者比后者低35%~47%,若采用前者制作SMB,则其信号速度比后者要快40%。
    此外,若从信号损失角度来分析,电介质材料在交变电场的作用下会因发热而消耗能量,通常用介质损耗角正切( tan8)表示,一般情况下tan8与s成正比关系。
    若tan8增大,介质吸收波长和热,损失大,在高频下这种关系就更加明显,它直接影响高频传输信号的效率。
    总之,s和tan8是评估SMB基材电气性能的重要参数,当电路的工作频率大于1GHz时通常要求基材的8<3.5,tan8< 0.02。此外,评估基材的电气性能指标还有抗电强度、绝缘电阻、抗电弧性能等。
    (2)特性阻扰Zo
    ①ZO的定义。当直流电通过导体时会产生阻力,这个阻力称为电阻(R),而当脉动电通过导体时,同样受到阻力,但除了受到电阻外,还受到感抗(XL)和容抗(XC)的阻力,因此电路或元器件对通过其中的交流电流所产生的阻碍称为阻抗,而在计算机等数字通信产品中,印制线路传输的是由电压与时间构成的方波信号(Square Wave Signal),通常又称为脉冲信号,此时所遭遇的阻力称为特性阻抗( Characteristic Impedance)。
    早期PCB的印制线,仅起到PCB层次之间的元器件和部件之间的互连功能,但随着数字电子产品的高速化,例如CPU,在2001年达到1.8GHz,而今后5年的发展规划要达到10GHz,作为电子元器件支撑的PCB已不再是一个简单的电气互连装置,PCB需求方也不仅满足于印制线的导通功能,而且应作为一种传输线路,需要有传输的效果。
    ②Zo高精度控制的意义。依据IPC-2141标准的3.4.4节,当信号在导线传输时,若导线的长度达到所传输信号波长的1/7,则此时的导线便成为信号传输线。以手机为例:当工作频率为900MHz时,电气信号传送速度矿=C光=30×104×l03rrr]s
  
  则         
   

即当导线的长度大于等于4.76cm时,导线应看成传输线,需要对其进行特性阻抗控制,小于4.76cm长度的导线可按普通导线看待,不必考虑特性阻抗问题。
    特性阻抗与传输线的感抗(XL)及容抗(Xc)的大小有关,其关系式为
                

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