Mikrowellen-Technik - Unterschied zwischen Hochgeschwindigkeits-PCB und Hochfrequenz-PCB

Mit der Entwicklung und dem Bau von 5G Kommunikation, die Elektronikindustrie hat eine steigende Nachfrage nach Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten. Aufgrund unterschiedlicher Einsatzumgebungen, Hochfrequenz-Leiterplatte und Hochgeschwindigkeits-Leiterplatte haben viele Gemeinsamkeiten und einige Unterschiede. Basierend auf der Nutzungsumgebung von Hochfrequenz und Hochgeschwindigkeits-PCB und das Harzsystem der Platte, Diese Arbeit erläutert die Eigenschaften von Hochfrequenzen PCB und Hochgeschwindigkeits-PCB, und freut sich auf die zukünftige Entwicklung der Hochfrequenz PCB und Hochgeschwindigkeits-PCB.

Die Nachfrage nach 5G-Netzen für Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten

5G, die fünfte Mobilfunkgeneration. Die Mobilfunkkommunikation hat vier Upgrades von der analogen Kommunikation (1G) auf das aktuell beliebte LTE (4G) durchlaufen. Seit 2012 haben die Forschung und Erprobung von 5G-Netzwerken rasche Fortschritte gemacht. In der Vergangenheit, von 1G bis 4G, war das Hauptszenario die Netzwerkkommunikation zwischen Menschen, während 5G-Netzwerk die Verschaltung von allem treffen und eine neue Runde der Informationsnetzwerkrevolution beginnen wird. Die 5G-Kommunikationsindustriekette umfasst hauptsächlich die folgenden fünf wichtigen Glieder:

1. Netzplanung und -planung (technische Voruntersuchungen und Netzbauplanung);

2. Wichtige drahtlose Ausrüstung (Kernnetz, Basisstationsantenne, Hochfrequenzgerät, optisches Gerät/optisches Modul, kleine Basisstation, etc., drahtlose Unterstützung, Netzwerkabdeckung und Optimierungslinks werden bereitgestellt);

3. Übertragungsausrüstung (nach drahtloser Ausrüstung ist eine drahtgebundene Übertragungsverbindung erforderlich, gefolgt von Glasfaser und Kabel, Systemintegration, IT-Unterstützung, Mehrwertdienste usw.);

4. Endgeräte (Chip- und Klemmenabgleich);

5. Operator. Neben den oben genannten fünf wichtigen Links sind auch die folgenden zwei Links wichtig:

Industriekette 6. PCB/CCL (benutzt für Basisstation RF, Basisband Verarbeitungseinheit, IDC und Kernnetzwerkrouter, etc.);

7. Dielektrischer Wellenleiterfilter (Basisstation Radiofrequenz).

Im Prozess der 5G-Konstruktion sind die Frequenzbänder, die von Produkten in verschiedenen Branchen verwendet werden, unterschiedlich, was zu unterschiedlichen Anforderungen an Hochfrequenz-Hochgeschwindigkeits-PCB-Materialien für verschiedene Produkte in verschiedenen Branchen führt. Es kann gesehen werden, dass 5G-Netzwerk die umfassende Anwendung der Multi-Band-Mikrowelle ist. Daher wird die Wahl von Hochgeschwindigkeits-PCB und Hochfrequenz-PCB für Produkte in verschiedenen Branchen unterschiedlich sein.

Hochgeschwindigkeits-PCB

Eigenschaften der Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Leiterplatte

1. Dielektrizitätskonstante Dk und dielektrizitätsverlust Df von Materialien

Wenn es um Hochfrequenz-Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten geht, ist es unvermeidlich, über zwei Konzepte zu sprechen: "dielektrische Konstante:Dk" und "dielektrische Verluste-Df". PCB-dielektrische Schicht, die für die Hochgeschwindigkeits-digitale Signalübertragung verwendet wird, spielt nicht nur die Rolle der Isolierschicht zwischen Leitern, sondern spielt auch die Rolle der "charakteristischen Impedanz" und beeinflusst auch die Signalübertragungsgeschwindigkeit, Signaldämpfung und Heizung

Die Größe des dielektrischen Verlusts (Df) gibt den Dämpfungsgrad der Signalübertragung an. Die Dämpfung dieser Signalübertragung wird oft durch Wärmeerzeugung und -verbrauch verursacht. Mit der Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-digitalen Signalübertragung steigen die Signaldämpfung und der Wärmeverbrauch unweigerlich schnell mit der Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-digitalen Signalübertragung an. Für die hochfrequente und schnelle digitale Signalübertragung gilt: Je kleiner der dielektrische Verlust (Df), desto besser.

Im Entwicklungsprozess von Hochgeschwindigkeitsprodukten und Hochfrequenzprodukten müssen sich dielektrische Konstante (Dk) und dielektrische Verluste (Df) von Platten in eine kleinere Richtung entwickeln. Allerdings gibt es immer noch Unterschiede in der Nachfrage nach Platten zwischen Hochfrequenzprodukten und Hochgeschwindigkeitsprodukten.

2. Eigenschaften von Hochgeschwindigkeitsmaterialien

Hochgeschwindigkeitsprodukte achten mehr auf den dielektrischen Verlust (Df) von Platten. Die auf dem Markt üblicherweise verwendeten Hochgeschwindigkeitsmaterialien werden auch nach dem dielektrischen Verlust (Df) unterteilt. Verschiedene Substratmaterialien werden in konventionellen Verlust, mittleren Verlust, niedrigen Verlust, extrem niedrigen Verlust und ultra-niedrigen Verlust entsprechend dem dielektrischen Verlust des Substrats unterteilt.) Fünf Übertragungssignalverluste entsprechend.

3. Eigenschaften des HochfrequenzMaterialien

Im Vergleich zu Hochgeschwindigkeitsmaterialien achten Hochfrequenzmaterialien mehr auf die Größe und Änderung der dielektrischen Konstante (Dk) von Materialien. Hochfrequenzprodukte sind sehr empfindlich auf die Änderung der dielektrischen Konstante Dk. Daher liegt der Fokus von Hochfrequenzmaterialien auf der Stabilität der dielektrischen Konstante (Dk), sowie auf der dielektrischen Dicke, dem Temperaturdriftkoeffizienten und der stroboskopischen Leistung von Materialien. Es gibt keinen klaren Klassifizierungsstandard für Hochfrequenzmaterialien in der Industrie, aber viele Leiterplattenhersteller klassifizieren Hochfrequenzplatinen grob nach der Dielektrizitätskonstante (Dk) von Materialien. Materialien mit derselben dielektrischen Konstante Dk. gelten als ähnlich und können untereinander ersetzt werden.

Im Bereich der Hochfrequenzmaterialien gibt es auch eine gängige Möglichkeit, Materialien in Polytetrafluorethylen (PTFE) Materialien und Nicht-PTFE Materialien zu unterteilen. Dies ist eng mit dem Anwendungsbereich der Hochfrequenzprodukte verbunden. Das aktuelle HF-Feld kann in zwei Teile unterteilt werden. Erstens sind die Frequenzen, die normalerweise unter 6GHZ verwendet werden, 3.5GHZ, 2.7GHZ und 1.8GHZ. Die Hauptprodukte sind Leistungsverstärker, Antennenkalibrator, Array und andere Produkte. Der andere Teil ist, dass die Frequenzen, die allgemein im Millimeterwellenfeld über 20GHZ verwendet werden, 24GHZ, 66GHZ und 77GHZ sind, und die Hauptprodukte sind Radarprodukte. Dies liegt hauptsächlich daran, dass mit der Zunahme der Frequenz der stroboskopische Effekt und der dielektrische Verlust von Nicht-PTFE-Produkten eine starke Zunahme der Auswirkungen auf die Signalübertragung haben, und PTFE-Materialien bessere Leistungsmerkmale haben.

Hochgeschwindigkeits-PCB

Development prospect of Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-PCB

Das traditionelle kupferplattierte Plattenmaterial hat einen großen Übertragungsverlust und kann die Anforderungen der Hochfrequenz-Signalübertragungsqualität nicht erfüllen. Daher ist die wichtigste Leistung von PCB-Substratmaterialien, die in der 5G-Kommunikation verwendet werden, die Anforderungen an Hochfrequenz und hohe Geschwindigkeit sowie die Anforderungen an Integration, Miniaturisierung, Leichtgewicht, Multifunktion und hohe Zuverlässigkeit zu erfüllen. Insbesondere erfordern Harzmaterialien eine niedrige Dielektrizitätskonstante (Dk), einen niedrigen Dielektrizitätsverlust (Df), einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) und eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Gegenwärtig hat hartes kupferplattiertes Laminat, das durch Thermoplaste aus Polytetrafluorethylen (PTFE) und duroplastische Materialien aus Kohlenwasserstoffharz (PCH) repräsentiert wird, aufgrund seiner unvergleichlich niedrigen dielektrischen Eigenschaften den größten Teil des Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeits-PCB-Substratmarktes besetzt. In den letzten Jahren wurden Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeits-PCB-Substrate von neuen Harzmaterialien wie Polyphenylenoxid (PPO oder PPE), Bismaleimid (BMI), Cyanatester (CE), Triazinharz (BT), Benzoxazin (BOZ), Benzocyclobuten (BCB) und verwandte Modifikationen entwickelt.

Polyphenylenoxid (PPO oder PSA), dessen dielektrische Eigenschaften nach PTFE zweitrangig sind, ist ein Material, das in den letzten Jahren die Aufmerksamkeit der Industrie auf sich gezogen hat

Darüber hinaus ist die Verarbeitbarkeit von PPO-Material viel besser als die von PTFE-Material, so dass derzeit der sehr geringe Verlust und der ultra-geringe Verlust in Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten hauptsächlich modifiziertes PPO-Harz sind, wie Panasonic M6, M7N und IT968, IT988GSE der Haftung. Das Harzsystem des Hochfrequenz-PCB-Materials besteht hauptsächlich aus Polytetrafluorethylen (PTFE) diermoplastischem Material und Kohlenwasserstoffharz (PCH). Obwohl extrem niedrige dielektrische Verluste (Df) und stabile dielektrische Konstante (Dk) erzielt werden können, ist die schlechte Zerspanbarkeit des Materials nicht für hohe Mehrschichtplatten geeignet und ist nicht für die Verarbeitung von Produkten von HDI-Platten geeignet. Mit der Entwicklung der 5G-Kommunikation wird auch die PCB-Komplexität von Hochfrequenzprodukten immer höher (traditionelle Hochfrequenzplatinen sind hauptsächlich einseitig und doppelseitig, und die Entwicklung von Mehrschichtplatinen hat sogar HDI-Designanforderungen) In den letzten Jahren haben Materialentwickler auch PPO-Harz verwendet, um Hochfrequenzplatinen herzustellen. Während sichergestellt wird, dass die Platine einen extrem niedrigen dielektrischen Verlust (Df) und eine stabile dielektrische Konstante (Dk) aufweist, kann eine gute PCB-Verarbeitbarkeit erzielt werden. Zum Beispiel nehmen die Hochfrequenz-Leiterplattenmaterialien wie IT-88GMW, IT-8300GA, IT-8350G, IT-8338G, IT-8615G von Lianmao lanciert das Mischsystem aus modifiziertem PPO-Harz und Kohlenwasserstoffharz an. Während die Anforderungen der Hochfrequenz-Signalübertragung erfüllt werden, wird die Zerspanbarkeit des Materials erheblich verbessert.

Einerseits, the development of 5G communication towards higher speed and higher frequency inevitably requires the development of material dielectric loss (Df) and dielectric constant (Dk) towards a smaller direction; On the other hand, 5G products require Miniaturisierung and more unification. Die entsprechende PCB entwickelt sich zwangsläufig in Richtung hoher Multilayer und sogar HDI, which requires gut machinability of materials. Zur Zeit, the use of polyphenylene oxide (PPO or PPE) resin is a good development direction, ob aus der Perspektive der Hochfrequenz PCB Materialien oder Hochgeschwindigkeits-PCB materials.