发布时间:2025-09-16 点击数:669
介电常数是高频PCB板材的一项关键指标,对信号传输性能有着至关重要的影响。
介电常数,又称电容率,是衡量电介质材料在电场作用下存储电能能力的关键物理量。在高频印刷电路板板材中,介电常数反映材料对电场的响应特性。当电场施加于PCB板材,电介质极化产生感应电荷,介电常数越高,材料存储电能越多,电场在其中传播速度越慢。从微观层面来看,电介质中的原子或分子受电场作用,电荷分布改变形成电偶极子,并趋向与电场方向一致,进而影响电场。不同材料因原子结构和分子组成差异,极化能力不同,导致介电常数有别。例如,空气介电常数接近1,而高频PCB板材介电常数通常在2-10之间。
在高频电场下,电介质极化跟不上电场变化,极化程度减弱,介电常数降低。以普通FR-4板材为例,1兆赫兹时介电常数约4.7,1吉赫兹降至4.19,1吉赫兹以上变化趋缓。高频高速PCB板材需在宽频率范围保持介电常数稳定,保障信号传输性能。
高介电常数材料极化程度高,分子间作用强,易吸收信号能量转化为热能,造成信号衰减。在长距离高速信号传输中,如高速背板、数据中心互联线路,选用低介电常数且低损耗板材,可有效降低信号衰减,保障传输质量。
谐振法将板材制成样品放入谐振腔,根据放入前后谐振腔谐振频率和品质因数变化,计算介电常数。该方法精度高,但对设备和样品制备要求严,多用于实验室精确测量。
5G信号频率高、传输速率快,要求板材介电常数低且频率稳定性好,同时具备良好耐环境性能。射频前端
汽车雷达和车联网等系统,需高精度信号传输。毫米波雷达应用中,选用介电常数3-4且稳定性强的陶瓷填充热固性材料板材,确保在复杂环境下信号传输准确。
航空航天电子设备面临极端环境,要求板材介电常数在宽温范围稳定,同时满足轻量化和抗辐射需求。聚酰亚胺基板因耐高温、介电常数稳定,得到广泛应用。高频PCB板材介电常数深刻影响信号传输性能,贯穿从基础概念、影响因素到测量方法与应用的各个环节。随着5G、汽车电子、航空航天等领域发展,研发低介电常数、高稳定性的PCB板材成为趋势,将推动电子技术迈向新高度。
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