Material de PCB a frecuencia de onda milimétrica

La constante dieléctrica (Dk) o la constante dieléctrica relativa del material de PCB no es constante, aunque es constante desde su denominación. Por ejemplo, la Dk de un material varía con la frecuencia. Del mismo modo, si se utilizan diferentes métodos de prueba Dk en la misma pieza de material, incluso si son todos precisos, se pueden medir diferentes valores Dk. Como los materiales de la placa se utilizan cada vez más en frecuencias de onda milimétrica (como 5G y sistemas avanzados de asistencia al conductor), es importante comprender los cambios en Dk con frecuencia y qué método de prueba Dk es "apropiado".

Pruebas de circuitos y pruebas de materias primas.

Los métodos de prueba para determinar la Dk o Df (tangente de pérdida o tan δ) de una hoja generalmente se dividen en dos grandes categorías: mediciones de materia prima o mediciones realizadas en circuitos hechos de materiales. Las pruebas basadas en materias primas se basan en equipos y equipos de prueba confiables y de alta calidad para probar directamente las materias primas para obtener valores Dk y Df. Las pruebas basadas en circuitos generalmente usan circuitos de propósito general y extraen parámetros de material del rendimiento del circuito, como medir la frecuencia central o la respuesta de frecuencia del resonador. Los métodos de prueba de materia prima a menudo introducen incertidumbre asociada con los accesorios de prueba o accesorios de prueba, mientras que los métodos de prueba de circuito implican incertidumbre en el diseño del circuito de prueba y las técnicas de procesamiento. Debido a las diferencias entre los dos métodos, los resultados de medición y los niveles de precisión a menudo son inconsistentes.

Por ejemplo, el método de prueba de línea de banda sujeta con banda X definido por IPC es un método de prueba para materias primas, y los resultados son inconsistentes con los resultados Dk de las pruebas de circuito del mismo material. El método de prueba de la materia prima de la línea de tiras fijada es construir un resonador de línea de tiras intercalando dos piezas de material a probar (MUT) en un dispositivo de prueba dedicado. Hay aire entre el material a probar (MUT) y el delgado circuito resonador en el dispositivo de prueba, y la presencia de aire reduce la Dk medida. Si la prueba del circuito se realiza en la misma placa y no hay aire atrapado, la Dk medida será diferente. Para materiales de placa de alta frecuencia con una tolerancia Dk de ± 0.050 según lo determinado por las pruebas de materia prima, la prueba del circuito alcanzará una tolerancia de aproximadamente ± 0.075.

Las hojas son anisotrópicas y típicamente tienen diferentes valores de Dk en tres ejes de material. El valor Dk generalmente difiere poco entre el eje x y el eje y, por lo que para la mayoría de los materiales de alta frecuencia, la anisotropía Dk generalmente se refiere a una comparación Dk entre el eje z y el plano xy. Debido a la anisotropía del material, aunque el valor de Dk obtenido por el método de prueba y la Dk del eje zk del mismo material de prueba (MUT) son diferentes de la Dk del plano xy. Las pruebas son todas "correctas". .

El tipo de circuito utilizado para las pruebas de circuito también afecta el valor de la Dk que se está midiendo. Por lo general, se utilizan dos tipos de circuitos de prueba: una estructura resonante y una estructura transmisiva / reflexiva. Las estructuras resonantes generalmente proporcionan resultados de banda estrecha, mientras que las pruebas de transmisión / reflexión a menudo son resultados de banda ancha. El método de usar una estructura resonante es generalmente más preciso.