Tabela Stałej Dielektrycznej FR4

Właściwości zależne od częstotliwości standardowego materiału PCB FR4

Podczas projektowania szybkich lub RF PCB przy użyciu FR4, kluczowe jest zrozumienie, że Stała Dielektryczna (Dk, εr) i Współczynnik Strat (Df, Tangens Kąta Strat) nie są wartościami statycznymi. Zmieniają się one wraz z częstotliwością, zazwyczaj zmniejszając się w Dk, a zwiększając w Df wraz ze wzrostem częstotliwości. Użyj tej tabeli jako ogólnego odniesienia dla standardowych materiałów FR4 (Tg 130-140°C).

Częstotliwość	Stała Dielektryczna (Dk)	Współczynnik Strat (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

Dlaczego Dk Ma Znaczenie?

Stała Dielektryczna (Dk) określa prędkość propagacji sygnału i impedancję charakterystyczną ścieżek. <br/><br/> Przy wyższych częstotliwościach, niższe Dk skutkuje większą prędkością sygnału. Jeśli założysz stałe Dk wynoszące 4.2, ale spadnie ono do 4.0 przy Twojej częstotliwości roboczej, Twoje obliczenia impedancji będą niedokładne, co potencjalnie spowoduje odbicie sygnału.

Dlaczego Df Ma Znaczenie?

Współczynnik Strat (Df) reprezentuje stratę sygnału jako ciepło w materiale dielektrycznym. <br/><br/> Standardowy FR4 ma stosunkowo wysokie Df (~0.02), co czyni go nieodpowiednim dla aplikacji o bardzo wysokiej częstotliwości (np. >5GHz sygnały długodystansowe), gdzie preferowane są materiały "Nisko Stratne" (jak Rogers lub Megtron) z Df < 0.005.

Często Zadawane Pytania

Czy FR4 nadaje się do projektów anten 5G?

Generalnie nie. Dla częstotliwości 5G mmWave, strata sygnału (Df) w standardowym FR4 jest zbyt wysoka, a stabilność Dk jest słaba. Powinieneś rozważyć specjalistyczne laminaty wysokiej częstotliwości. Jednak dla pasm poniżej 6GHz, wysokowydajny FR4 może być nadal akceptowalny w zależności od długości ścieżki.

Czy temperatura wpływa na Dk?

Tak. Dk zazwyczaj wzrasta wraz z temperaturą. Jeśli Twoje urządzenie pracuje w ekstremalnych warunkach termicznych, stała impedancja wymaga materiałów o stabilnym "Współczynniku Termicznym Stałej Dielektrycznej" (TcDk).