SUBSTRATS POUR
CIRCUITS-IMPRIMES
Le tableau ci-dessous résume les caractéristiques principales des substrats les plus courants. Il en ressort que les plus couramment utilisés sont:
| Nom | Matériau | Epaiss. (mm) |
Fmax (GHz) |
Constante diélectrique | Facteur de perte | Larg
piste 50 Ohms (mm) |
Fournisseur | Exemples Remarques |
| FR4 | époxy | 1.5 | 5.7GHz | 4.6 3.9/2GHz |
0.84 | 2.8 | CIF
(F) Distrelec |
1)
OK -> 5.7 GHz Ampli 2400 MHz à GAL 5.7 GHz Conv de DF9CR (AGAF No123) |
| FR4 | époxy | 0.8 | 10GHz | 4.7 | 0.0197 | 1.5 | CIF
(F)
Radiospares |
2)
OK -> 10 GHz low Q Utilisé par F6BVA (10 GHz = pertes mais utilisable). Trcv 5.6 GHz de F1OPA. Trcv 1.3 à 10 GHz de S53MV (Dubus 3/97). Perte=0.2dB/cm à 5.7GHz (3 x perte du verre-téflon et 10 x câble semi-rigide). High Q impossible > 2GHz mais low Q OK. Multiplicateur 10 GHz de F6BVA (4/2001) Er=4.6 H=0.8 T=0.018 RHO=0.844 TAND=0.02 |
| RO4003 | Tissus verre | 0.81 | 10GHz | 3.4 +/-0,04 |
0.0020 | . | Eisch
(DL) No 1006003 0,15 €/cm² non photos. |
3)
OK -> 10 GHz high Q Trcv 5.7 et 10GHz, préampli 2400 de DB6NT. Plus de pertes que le 5880 selon lui. Trcv 10 GHz de I2SG. |
| FR4 | époxy | 0.4 | 10GHz | 4.7 | 0.0197 | . | CIF (F) | Utilisé par F6BVA (10 GHz: pertes mais utilisable) |
| Ultralam 2000 | Tissus verre téflon | 0.79 | . | 2.5 +/-0,02 |
0.0019 | . | Eisch
(D L) No 1006001 0,15 €/cm² non photos. |
. |
| RT/Duroid 5870 |
Micro fibre de verre | 0.79 | . | 2.33 | 0.0012 | . | Eisch
(DL) No 1006002 0,20 €/cm² non photos. Barend (NL) |
PA 20W 10 GHz de
DJ9BV. Multiplicateur 10 GHz de F6BVA (7/2000). |
| RT/Duroid 5880 |
Micro fibre de verre | 1.58 | . | 2.20 | 0.0009 | . | Barend (NL) | Faibles pertes à 10 GHz (meilleur que RO4003) selon DB6NT. |
| RT/Duroid 5890 |
Micro fibre de verre | 0.635 | Trcv 5.7 GHz de I2SG. | |||||
| RT 5780 |
0.25 | 24GHz | Préampli et Trcv 24 GHz de CT1DMK. | |||||
| RT/Duroid 5880 |
Micro fibre de verre | 0.254 | 24GHz | Préampli
24 GHz de F6BVA/F6DER (RadioRef No 740 de jan 2002) |
A télécharger:
Logiciels d'aide au développement
Choix du substrat
Michel F6BVA:
il est certain que concevoir un filtre sur 10 GHz sur de l'époxy est loin d'être la solution
idéale (c'est le moins que l'on puisse dire!) mais les simulations le montrent très bien, il n'y a pas réellement de grosses surprises. Pour ma part
l'époxy que j'utilise est du 0.4mm ou du 0.8mm de France C.I. (commercialisé par R.S ) Le fabricant m'a donné un Er de 4,7 et une
tangente Delta de
0,0197, ce sont les chiffres que j'utilise dans les simulations et encore une fois les résultats sont très cohérents avec les calculs. Il est absolument
certain que si vous souhaiter réaliser un filtre de 200 MHz de large à 10 GHz avec moins de 2
dB de perte, il faudra passer par du téflon, mais quand on n'a que des lignes de
transmission, quelques chocs et quelques découplages à réaliser en micro-strip, l'époxy marche encore très bien sur 10 GHz, il est
très facile à approvisionner et nettement moins cher que le téflon, il serai bien dommage que la communauté Radio Amateur sans prive complètement.
Dominique F6DRO:
Er très variable va de 4.25 (mesuré) à pratiquement 5. Pour la conductibilité, elle est généralement exprimée sous forme relative, c'est à dire par
rapport à celle de l'argent (logiciels HP ou EESOF), on rentre donc le chiffre de 0.84. D'expérience, les pertes par rayonnement sont plus importantes que les pertes par conduction ce qui fait que les simulations qui n'en tiennent pas compte sont généralement dans les choux (pertes d'insertion
de filtres microstrip par exemple). On peut s'en tirer en rentrant un chiffre de conductibilité beaucoup plus faible que la réalité.
Autre pb de l'epoxy, l'epaisseur du substrat n'est pas garantie, ce qui peut avoir une influence importante sur les résultats.
S53MV:
Les perte, avec du
FR4, dépendent peu du diélectrique mais surtout de la jonction époxy-cuivre
("rugosité" ?). Il a utilisé du FR4/0.8mm jusqu'à 10 GHz.
Yves HB9VJV:
L'épaisseur du substrat est à choisir de façon à minimiser la longueur de la
self constituée par le via des points de masse des MMIC (fils ou rivets de
liaison entre les deux couches du C-I situés aux 2 points de masse des MMIC).
Plus le substrat est épais, plus cette self est élevée.
Michel Vonlanthen HB9AFO
et de nombreux participants à la liste Hyper (tous ne sont pas cités)
Février 2002