FPC高頻材料信號(hào)損耗分析
隨著電子產(chǎn)品的小型化、數(shù)字化、高度集成化,以及它的信號(hào)傳送的高頻化、高速化的發(fā)展，信號(hào)完整性正變得越發(fā)重要,對(duì)印制電路板而言，信號(hào)傳送的特性頻率在GHz以上時(shí)，其不再僅僅是簡(jiǎn)單的“支撐元器件的載板”，而更被看作“傳送電器信號(hào)載體”的“電介質(zhì)體”，為達(dá)到“信號(hào)傳輸線(xiàn)”的特性要求，不僅靠導(dǎo)線(xiàn)特性(如導(dǎo)線(xiàn)寬度、精度及導(dǎo)體厚度等)的控制，更重要還與基材介質(zhì)特性有關(guān)。因此，高頻高速化的發(fā)展已對(duì)印制板的材料和設(shè)計(jì)制造提出了更高要求。
已有研究表明，傳輸線(xiàn)的介質(zhì)材料選擇及參數(shù)設(shè)計(jì)對(duì)傳輸線(xiàn)的損耗具有決定性的影響，如果材料選擇或參數(shù)設(shè)計(jì)不當(dāng)，傳輸線(xiàn)損耗過(guò)大會(huì)使波形失真很大，導(dǎo)致整個(gè)波形發(fā)生畸變。對(duì)高頻FPC的制作而言，通過(guò)有效的方法評(píng)估材料的信號(hào)傳輸性能，在適當(dāng)?shù)牟牧咸匦?介電常數(shù)、介質(zhì)損耗因子）下獲得具有較小傳輸損耗的產(chǎn)品尤為重要。
實(shí)驗(yàn)設(shè)備：
阻抗測(cè)試儀：是德Keysight E5071C阻抗測(cè)試儀，測(cè)試頻率：300KHz-20GHZ，
信號(hào)損耗測(cè)試：是德Keysight N5225B PNA 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，測(cè)試頻率：7.5 GHz、10 GHz；
測(cè)試結(jié)論：
通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)和分析，對(duì)幾種典型的FPC材料的信號(hào)傳輸性能有了直觀的認(rèn)識(shí)，在損耗性能的測(cè)試對(duì)比分析
中獲得如下結(jié)論：
（1）通過(guò)建立信號(hào)損耗的理論計(jì)算模型，為高頻材料的對(duì)比提供了簡(jiǎn)便的途徑，當(dāng)給定一種材料及材料特
性參數(shù)時(shí)，通過(guò)模型即可計(jì)算出其大致的理論損耗，無(wú)需繁瑣的實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)比即可了解材料性能。
（2）通過(guò)模型獲得的理論損耗值與實(shí)測(cè)值有一致的損耗增減規(guī)律，在5 GHz內(nèi)理論與實(shí)際吻合得較好，在20
GHz以?xún)?nèi)可通過(guò)一定比例的修正獲得材料損耗的預(yù)測(cè)值。10 GHz以?xún)?nèi)時(shí)信號(hào)損耗以導(dǎo)體損耗為主，10 GHZ以上
時(shí)介質(zhì)損耗占比重逐漸增大，高頻時(shí)除了重點(diǎn)改善導(dǎo)損還要選擇優(yōu)良的介質(zhì)層以減少介損。
（3）對(duì)于光滑無(wú)損傳輸線(xiàn)的一次傳輸而言，阻抗匹配對(duì)信號(hào)損耗的影響為0.446 dB，與線(xiàn)長(zhǎng)關(guān)系不大。而信
號(hào)損耗中的介質(zhì)損耗和導(dǎo)體損耗隨著測(cè)試頻率的增大和傳輸線(xiàn)變長(zhǎng)而正比增大。生產(chǎn)中應(yīng)盡量縮短傳輸線(xiàn)的長(zhǎng)
度以減少介質(zhì)損和導(dǎo)體損耗。
（4）從介質(zhì)損耗看，常用的PI基柔性材料由于損耗因子較大因而介質(zhì)損耗也較大，而PTFE和LCP材料的損
耗僅為PI的20%~30%，在高頻傳輸上優(yōu)勢(shì)明顯，有望替代PI材料成為高頻FPC制作的首選。
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