- Material de PCB de alta frecuencia y baja pérdida
- Materiales de PCB de alta velocidad y baja pérdida
Material para Circuitos Impresos
Los circuitos impresos (PCB) están integrados en casi todos los dispositivos electrónicos. Si bien un
Algunas características clave a considerar al elegir un material para PCB incluyen la constante dieléctrica (Dk), el factor de disipación (Df), la conductividad térmica (TC) y el coeficiente de expansión térmica (CTE). Otros factores clave a examinar son la integridad de la señal, el costo del material y el costo de fabricación.
Hoja de Datos de Materiales para PCB
Los materiales cubiertos en esta guía se encuentran a continuación. Haga clic en el nombre de un material para descargar la hoja de datos del material.
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Propiedades de los Materiales para Circuitos Impresos
El factor de disipación (Df) es el más importante para determinar el grado de pérdida de señal en un material de circuito impreso; un valor más alto de Df conduce a una mayor pérdida. Además, la pérdida de señal también aumenta con la frecuencia o la velocidad de operación. Por lo tanto, para controlar la pérdida a altas frecuencias o altas velocidades, elija un material de circuito impreso con un valor bajo de Df.
La constante dieléctrica (Dk) de un material de circuito impreso cambia con la frecuencia. Las grandes variaciones de Dk con la frecuencia causan una mayor distorsión de la señal/degradación del tiempo de subida, lo que se vuelve menos aceptable para señales de alta frecuencia o alta velocidad. Por lo tanto, a medida que aumenta la frecuencia o la velocidad de la señal, es deseable tener una variación cada vez menor de Dk con la frecuencia. La necesidad de una menor variación de Dk con la frecuencia para materiales de circuitos impresos de baja pérdida ha sido reconocida e implementada por todos los fabricantes de materiales para placas.
Constante dieléctrica (Dk)
La Dk de la mayoría de los materiales para circuitos impresos oscila entre 2 y 10. La Dk de un material de circuito impreso determina en gran medida el ancho de traza de las líneas de transmisión de impedancia controlada en la placa de circuito; cuanto mayor sea el valor de Dk, menor será el ancho de traza para el mismo valor objetivo de impedancia controlada. Un valor de Dk más alto también conduce a una mayor pérdida dieléctrica. En general, los materiales de alta velocidad/baja pérdida tienen valores de Dk más bajos. Por lo tanto, Dk se convierte en un criterio importante de rendimiento eléctrico para la selección de materiales. Para materiales de velocidad normal/pérdida normal, la Dk varía considerablemente con la frecuencia; para materiales de muy alta velocidad/muy baja pérdida, la Dk permanece efectivamente constante con la frecuencia. La Dk del material de placa más comúnmente utilizado, FR4, por ejemplo FR370HR, es 3.92 @ 10 GHz.
Factor de disipación (Df)
El factor de disipación de un material es el factor más importante para determinar la atenuación de la señal o la pérdida de señal, a medida que las señales viajan a lo largo de un conductor o traza de un circuito impreso. Cuanto menor sea el factor de disipación de un material, menor será la pérdida de señal. Por lo tanto, Df es el criterio de selección más importante desde la perspectiva de la pérdida de señal. El Df del material FR4 FR370HR es 0.025 @ 10 GHz.
Clase CTI/voltaje
Es una medida del umbral de voltaje por encima del cual puede ocurrir una ruptura eléctrica entre 2 conductores eléctricos en la superficie de un material. Cuanto menor sea el valor de la clase CTI, mayor será el voltaje umbral. La CTI del material de circuito impreso más comúnmente utilizado, FR4, por ejemplo FR370HR, es Clase CTI 3, con un rango de voltaje de ruptura eléctrica de 175 V a 249 V.
Temperatura de transición vítrea (Tg)
La Tg es la temperatura alrededor de la cual un sustrato de placa de circuito pasa de un estado vítreo y rígido a un estado ablandado y deformable. Por encima de la Tg, el material tiene un coeficiente de expansión térmica sustancialmente mayor que por debajo de la Tg. Sin embargo, la deformación con la temperatura alrededor de la Tg es completamente elástica; cuando la temperatura desciende desde una temperatura superior a la Tg a una temperatura inferior a la Tg, el material vuelve a su estado original. Para todos los materiales libres de plomo (compatibles con ROHS), el requisito de Tg es >= 170 °C. La Tg del material FR4 FR370HR es 180 °C.
Temperatura de descomposición (Td)
La Td es la temperatura a la que un material de circuito impreso se descompone químicamente y el cambio es completamente irreversible; una vez que el material supera la Td, no puede volver a su estado original después de enfriarse y, por lo tanto, se vuelve completamente no funcional. La Td del material FR4 FR370HR es 340 °C.
Coeficiente de expansión térmica (CTE) en las direcciones X/Y y Z
Es la tasa de expansión de un material de placa en las direcciones X, Y y Z a medida que aumenta la temperatura. Estos valores se refieren a la tasa de expansión por debajo de la Tg. El CTE X, Y del material FR4 FR370HR es (13,14) ppm/°C. El CTE en el eje Z del FR370HR es 45 ppm/°C.
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