FR4 Diëlektrische Constante Tabel

Frequentie-afhankelijke eigenschappen van Standaard FR4

FR4 Diëlektrische Constante Tabel

Use this reference chart to estimate how standard FR4 dielectric constant and dissipation factor shift with frequency before final impedance and material decisions.

Bij het ontwerpen van high-speed of RF PCB's met FR4 is het cruciaal om te begrijpen dat de Diëlektrische Constante (Dk, εr) en Dissipatiefactor (Df, Verlies Tangens) geen statische waarden zijn. Ze variëren met de frequentie, waarbij Dk typisch afneemt en Df toeneemt naarmate de frequentie stijgt. Gebruik deze tabel als algemene referentie voor standaard FR4-materialen (Tg 130-140°C).

FrequentieDiëlektrische Constante (Dk)Dissipatiefactor (Df)
1 MHz4.70.015
10 MHz4.60.018
100 MHz4.50.020
1 GHz4.350.022
2.5 GHz4.300.023
5 GHz4.250.025
10 GHz4.200.028
20 GHz4.150.030

These values are directional engineering reference data for standard FR4 only. Actual dielectric behavior depends on laminate family, resin system, glass style, copper profile, processing, and test method. Final controlled-impedance work should use exact material data from your PCB manufacturer.

When to use this tool

Impedance planning

Check whether your assumed dielectric constant is directionally reasonable before estimating controlled impedance and trace geometry.

High-speed and RF material screening

Use it to understand where standard FR4 starts to become a weak fit for loss-sensitive or higher-frequency routing.

Manufacturer discussion

Bring this into stackup discussions when you need to compare standard FR4 assumptions with real laminate data and fabrication capability.

Practical notes

• Standard FR4 can work for many digital and general-purpose boards, but it is not automatically the right material for every impedance-critical design.

• Dk shifts affect propagation speed and impedance; Df shifts affect insertion loss and signal attenuation.

• At higher frequencies, simplified assumptions become less reliable and material selection becomes more important.

Waarom is Dk Belangrijk?

De Diëlektrische Constante (Dk) bepaalt de voortplantingssnelheid van het signaal en de karakteristieke impedantie van sporen. Bij hogere frequenties resulteert een lagere Dk in een hogere signaalsnelheid. Als u uitgaat van een constante Dk van 4.2 maar deze daalt tot 4.0 bij uw werkfrequentie, zullen uw impedantieberekeningen afwijken, wat mogelijk signaalreflectie veroorzaakt.

Waarom is Df Belangrijk?

Dissipatiefactor (Df) vertegenwoordigt het signaalverlies als warmte in het diëlektrische materiaal. Standaard FR4 heeft een relatief hoge Df (~0.02), waardoor het ongeschikt is voor zeer hoogfrequente toepassingen (bijv. >5GHz langeafstandssignalen) waar "Low Loss" materialen (zoals Rogers of Megtron) met Df < 0.005 de voorkeur hebben.

Veelgestelde Vragen

Is FR4 geschikt voor 5G-antenneontwerpen?

Over het algemeen niet. Voor 5G mmWave-frequenties is het signaalverlies (Df) in standaard FR4 te hoog en is de Dk-stabiliteit slecht. U zou gespecialiseerde hoogfrequente laminaten moeten overwegen. Echter, voor sub-6GHz banden kan high-performance FR4 nog steeds acceptabel zijn, afhankelijk van de spoorlengte.

Heeft temperatuur invloed op Dk?

Ja. Dk neemt typisch toe met de temperatuur. Als uw apparaat in extreme thermische omgevingen werkt, vereist consistente impedantie materialen met een stabiele "Thermische Coëfficiënt van Diëlektrische Constante" (TcDk).

Need help choosing laminate assumptions for impedance-critical PCB work?

We can help review FR4 suitability, dielectric targets, frequency risk, and manufacturing stackup decisions before you lock routing or controlled impedance requirements.