Verlustarme Leiterplatte

Was ist eine verlustarme Leiterplatte?

Verlustarme Leiterplatten sind Leiterplatten, die aufgrund der elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften der Leiterplatte speziell für reduzierte Dämpfung und Verluste entwickelt wurden. Diese Leiterplatten werden für Hochgeschwindigkeitsanwendungen wie Telekommunikation, Medizin, Luft- und Raumfahrt, Automobil, HF- und Mikrowellenanwendungen, Verteidigung und Handheld-Geräteanwendungen eingesetzt. Verlustarme Leiterplatten weisen im Allegemeinen eine sehr hohe physikalische Belastbarkeit auf, wodurch sie länger zuverlässig sind.

Die Hauptfaktoren beeinflussen die Leistung verlustarmer Leiterplatten

• Materialauswahl

• Impedanzkontrolle
• Kupfermenge in der Leiterplatte

  
  

Was ist der wesentliche Kern des verlustarmen PCB-Materials?

• Niedrige und stabile Dielektrizitätskonstante (Dk)

  Misst die Energiespeicherung in einem elektrischen Feld. Ein niedriger, gleichmäßiger Dk (über weite Temperaturbereiche hinweg) sorgt für stabile Impedanz, geringe Signalverzögerung und minimale Verzerrung.

• Niedriger Verlustfaktor (Df)

  Auch Verlustfaktor genannt. Misst den Wärmeverlust durch Signalenergie. Ein niedriger Df reduziert die Dämpfung und Wärmeerzeugung für Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitssignale.
• Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE)

  Misst die Ausdehnung bei Temperaturanstieg. Ein niedriger WAK gewährleistet die mechanische Integrität der Leiterplatte bei plötzlichen Temperaturänderungen.
• Hohe Wärmeleitfähigkeit

  Sorgt für eine effiziente Wärmeableitung. Verteilt die lokale Wärme gleichmäßig, verhindert Überhitzung und sorgt für Zuverlässigkeit.

  Materialien wie: Rogers RO4003C/4350B, Isola Astra MT77/100G, Panasonic Megatron 6/7, ITEQ IT998/968. Zu den Top-HersTellern zählen Rogers, Isola, Panasonic und ITEQ.

  
  

Vorteile verlustarmer Leiterplatten

• Verbesserte Signalintegrität: Reduzierte Verluste erhöhen auch die nutzbare Signalentfernung. Minimale Dämpfung sorgt für hervorragende Signalintegrität, ideal für die Signalübertragung. 

• Höhere Leistungseffizienz: Geringere Dämpfung und dielektrischer Verlust minimieren Energieverschwendung. Dies spart erhebliche Energie für Leiterplatten, die für die kontinuierliche Datenübertragung/-empfangen.
• Überlegenes Wärmemanagement: Die hervorragende Wärmeleitfähigkeit (wie bereits erwähnt) ermöglicht eine gleichmäßige Wärmeverteilung. Es verhindert Überhitzung, verlängert die Lebensdauer der Komponenten und steigert die Komponentenleistung.
• Optimale Hochfrequenz-/Geschwindigkeitsleistung: Sie wurden für Hochfrequenzanwendungen entwickelt und erfüllen die Kernanforderungen einer hohen Signalintegrität und kontrollierten Impedanz.
• Bessere EMI-Abschirmung: Spezielle Materialien reduzieren elektromagnetische Störungen (EMI) und machen sie vielseitig einsetzbar für laute oder EMI-anfällige Umgebungen.
• Längere Lebensdauer und höhere Zuverlässigkeit: Sie erzeugen weniger Wärme und sind widerstandsfähiger gegen Korrosion in der Umgebung, was zu einer längeren Lebensdauer und höherer Zuverlässigkeit als Standard-Leiterplatten führt.

  
  

Anwendungen

Telekommunikation: Mobilfunkmasten, 5G und 100 Gigabit Ethernet usw.

Rechenzentren: Server und Netzwerk-Switches.

Medizinische Geräte: Diese erfordern sehr hochpräzise Signale wie CT-Scanner oder MRT-Geräte.

Luft- und Raumfahrt und Radar: Um eine hohe Empfindlichkeit zu unterstützen, sind hochpräzise impedanzgesteuerte Leiterplatten erforderlich, um hochpräzise Daten aufrechtzuerhalten.

Unterhaltungselektronik: Die Verarbeitung der Daten von Smartwatches und SmartTelefons aus Hochgeschwindigkeitsnetzen wie 5G erfordert eine verlustarme Leiterplatte.