FR4 유전율 차트
표준 FR4의 주파수 의존 특성
FR4를 사용하여 고속 또는 RF PCB를 설계할 때 유전 상수 (Dk, εr)와 손실 계수 (Df, 손실 탄젠트)가 고정된 값이 아니라는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 이 값들은 주파수에 따라 변하며, 일반적으로 주파수가 증가함에 따라 Dk는 감소하고 Df는 증가합니다. 이 차트를 표준 FR4 재료(Tg 130-140°C)에 대한 일반적인 참조로 사용하십시오.
| 주파수 | 유전 상수 (Dk) | 손실 계수 (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 |
Dk가 왜 중요한가요?
유전 상수(Dk)는 신호 전파 속도와 트레이스의 특성 임피던스를 결정합니다. <br/><br/> 주파수가 높을수록 Dk가 낮아지면 신호 속도가 빨라집니다. 4.2의 일정한 Dk를 가정했지만 작동 주파수에서 4.0으로 떨어지면 임피던스 계산이 벗어나 신호 반사를 일으킬 수 있습니다.
Df가 왜 중요한가요?
손실 계수(Df)는 유전체 재료 내에서 열로 손실되는 신호를 나타냅니다. <br/><br/> 표준 FR4는 비교적 높은 Df(~0.02)를 가지므로 Df < 0.005인 '저손실' 재료(Rogers 또는 Megtron 등)가 선호되는 초고주파 애플리케이션(예: >5GHz 장거리 신호)에는 부적합합니다.
자주 묻는 질문
FR4는 5G 안테나 설계에 적합한가요?
일반적으로 그렇지 않습니다. 5G mmWave 주파수의 경우 표준 FR4의 신호 손실(Df)이 너무 높고 Dk 안정성이 좋지 않습니다. 전문 고주파 라미네이트를 고려해야 합니다. 그러나 sub-6GHz 대역의 경우 트레이스 길이에 따라 고성능 FR4가 허용될 수 있습니다.
온도가 Dk에 영향을 미치나요?
네. Dk는 일반적으로 온도에 따라 증가합니다. 장치가 극한의 열 환경에서 작동하는 경우 일관된 임피던스를 유지하려면 안정적인 '유전 상수 열 계수'(TcDk)를 가진 재료가 필요합니다.