【经验】如何选择合适介电常数的Rogers高频板材？

时间： 2018-08-19 来源：世强

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高频板材,RT/duriod 5880LZ,RT/duriod 6010LM,CLTE-MW

相信大多数工程师在选择板材ROGERS 高频板材时，最关注的指标是介电常数。但也有一部分工程师对介电常数理解的比较片面，在选择rogers高频板材时，会遇到一些问题，通过本文讲解，可以更好的帮助工程师快速准确的选择合适介电常数的板材。

定义

介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，介质中的电场与原外加电场（真空中）的比值即为相对介电常数(relative permittivity或dielectric constant)，又称诱电率，与频率相关。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积。如果有高介电常数的材料放在电场中，电场的强度会在电介质内有可观的下降。理想导体的相对介电常数为无穷大。

分类

根据物质的介电常数可以判别高分子材料的极性大小。通常，相对介电常数大于3.6的物质为极性物质；相对介电常数在2.8~3.6范围内的物质为弱极性物质；相对介电常数小于2.8为非极性物质。

制造与设计

制造值是罗杰斯板材采用IPC-TM-650 2.5.5.5方法在~10GHz，23℃条件下测试。测试是基于介质片基材（无铜箔）进行的。由IPC-TM-650方法2.5.5.5测试得到的介电常数值和公差是质量验收的基准，但就某些产品而言，这些数值对于设计或工程应用尤其是微带线设计未必准确。我们建议新设计的打样原型板要进行电性能的验证。

设计值是通过测试厚的微带传输线电路，所得到的有铜箔的材料的Z轴介电常数就是设计DK。

特点

介电常数和频率相关，同一种板材的不同厚度有时会有一定差异。rogers板材的范围1.96（RT/duriod 5880LZ）-13(TMM13i)。

影响因素

• 温度：材料固有属性，当温度变化时，介电常数会随温度的变化而变化，衡量指标为εr热变化率。Rogers板材中，CLTE系列与TMM系列的εr热变化率最低。

• 频率：介电常数的特点是不同频率下，其介电常数不同，下图1为CLTE-MW采用微带查分相位长度法测试的介电常数与频率的关系

• 吸水率：由于水的介电常数约78，介质板材吸水后，会改变介质板材的介电性能。Rogers板材中吸水率最低的

RT/duriod 6010LM为0.01%。

• 铜箔表面粗糙度：由于趋肤效应，铜箔表面粗糙度越大，电磁波在介质的传输速率越低，增加了实际介电常数。铜箔薄面粗糙度最低的为压延铜。

选型考量

• 阻抗：设计阻抗50欧姆、100欧姆、或其他匹配阻抗时的必备参数。

• 板材尺寸：在设计天线时，电磁波频率越低，波长越大，对应板材的尺寸就更大，若采用高介电常数的介质板材，可以大幅减小板材尺寸。

• 传输速度与延时：介电常数决定了电信号在该介质中传播的速度。电信号传播的速度与介电常数平方根成反比。介电常数越低，信号传送速度越快，延时越小。

• 阻抗线宽度：设计特定阻抗的传输线，在其他因素确定的情况下，介电常数越低，传输线的线宽越宽，在最小加工线宽和加工公差制约的情况下对电路性能越有利。

介电常数在性能的影响还有很多方面，在实际设计中，需要全方位考虑，选择最合适的板材。

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猪哥哥 Lv7. 资深专家 2019-01-11

学习
勇往直前1234 Lv6. 高级专家 2018-10-24

值得学习

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产品型号	品类	产品系列	介电常数（Dk）	正切角损耗（Df）	介质厚度(mm)(mil)	导热系数W/(m·K)	铜箔类型	铜箔1厚度	铜箔2厚度	尺寸(inch)
5880LZNS 24X18 H1/H1 R4 0100+-001/DI	层压板	RT/duroid® 5880LZ	2	0.0027	0.254mm(10mil)	0.33	电解铜	H1	H1	24X18