Tableau de Constante Diélectrique FR4
Propriétés dépendantes de la fréquence du FR4 standard
Tableau de Constante Diélectrique FR4
Utilisez ce tableau de référence pour estimer la façon dont la constante diélectrique FR4 standard et le facteur de dissipation changent avec la fréquence avant les décisions finales en matière d'impédance et de matériaux.
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 |
Ces valeurs sont des données de référence d'ingénierie directionnelles pour la norme FR4 uniquement. Le comportement diélectrique réel dépend de la famille du stratifié, du système de résine, du style de verre, du profil en cuivre, du traitement et de la méthode de test. Le travail final à impédance contrôlée doit utiliser les données matérielles exactes de votre fabricant PCB.
Quand utiliser cet outil
Vérifiez si votre constante diélectrique supposée est directionnellement raisonnable avant d'estimer l'impédance contrôlée et la géométrie des traces.
Utilisez-le pour comprendre où la norme FR4 commence à devenir un choix faible pour le routage sensible aux pertes ou à fréquence plus élevée.
Intégrez cela dans les discussions sur le stackup lorsque vous devez comparer les hypothèses standard FR4 avec les données réelles des stratifiés et les capacités de fabrication.
Notes pratiques
• La norme FR4 peut fonctionner pour de nombreuses cartes numériques et à usage général, mais ce n'est pas automatiquement le matériau approprié pour chaque conception à impédance critique.
• Les décalages Dk affectent la vitesse de propagation et l'impédance ; Les décalages Df affectent la perte d'insertion et l'atténuation du signal.
• À des fréquences plus élevées, les hypothèses simplifiées deviennent moins fiables et la sélection des matériaux devient plus importante.
Pourquoi le Dk est-il important ?
Pourquoi le Df est-il important ?
Ressources connexes et prochaines étapes
Utilisez les hypothèses diélectriques de cette référence pour estimer les cibles d'impédance asymétrique.
Vérifiez les décisions géométriques lorsque les exigences en matière de signal et de courant doivent coexister sur la même carte.
Passez des hypothèses génériques FR4 à l'examen de l'empilement, du laminage et de la préparation à la fabrication.
Envoyez vos questions relatives à l'impédance cible, à la plage de fréquences et aux matériaux à l'ingénierie.
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.
Besoin d'aide pour choisir les hypothèses de stratifié pour les travaux PCB à impédance critique ?
Nous pouvons vous aider à examiner l'adéquation de FR4, les cibles diélectriques, le risque de fréquence et les décisions d'empilement de fabrication avant de verrouiller le routage ou les exigences d'impédance contrôlée.