Tableau de Constante Diélectrique FR4

Propriétés dépendantes de la fréquence du FR4 standard

Lors de la conception de PCB haute vitesse ou RF utilisant du FR4, il est crucial de comprendre que la Constante Diélectrique (Dk, εr) et le Facteur de Dissipation (Df, Tangente de Perte) ne sont pas des valeurs statiques. Ils varient avec la fréquence, diminuant généralement en Dk tout en augmentant en Df à mesure que la fréquence augmente. Utilisez ce tableau comme référence générale pour les matériaux FR4 standard (Tg 130-140°C).

Fréquence	Constante Diélectrique (Dk)	Facteur de Dissipation (Df)
1 MHz	4.7	0.015
10 MHz	4.6	0.018
100 MHz	4.5	0.020
1 GHz	4.35	0.022
2.5 GHz	4.30	0.023
5 GHz	4.25	0.025
10 GHz	4.20	0.028
20 GHz	4.15	0.030

Pourquoi le Dk est-il important ?

La Constante Diélectrique (Dk) détermine la vitesse de propagation du signal et l'impédance caractéristique des pistes. <br/><br/> Aux fréquences plus élevées, un Dk plus faible entraîne une vitesse de signal plus rapide. Si vous supposez un Dk constant de 4.2 mais qu'il tombe à 4.0 à votre fréquence de fonctionnement, vos calculs d'impédance seront faussés, causant potentiellement une réflexion du signal.

Pourquoi le Df est-il important ?

Le Facteur de Dissipation (Df) représente la perte de signal sous forme de chaleur dans le matériau diélectrique. <br/><br/> Le FR4 standard a un Df relativement élevé (~0.02), ce qui le rend inadapté aux applications à très haute fréquence (ex: >5GHz signaux longue distance) où les matériaux "Low Loss" (comme Rogers ou Megtron) avec Df < 0.005 sont préférés.

Foire Aux Questions

Le FR4 est-il adapté aux conceptions d'antennes 5G ?

Généralement non. Pour les fréquences 5G mmWave, la perte de signal (Df) dans le FR4 standard est trop élevée, et la stabilité du Dk est médiocre. Vous devriez envisager des stratifiés haute fréquence spécialisés. Cependant, pour les bandes sub-6GHz, le FR4 haute performance pourrait encore être acceptable selon la longueur de la piste.

La température affecte-t-elle le Dk ?

Oui. Le Dk augmente généralement avec la température. Si votre appareil fonctionne dans des environnements thermiques extrêmes, une impédance cohérente nécessite des matériaux avec un "Coefficient Thermique de Constante Diélectrique" (TcDk) stable.