Tecnología de PCB - ¿¿ qué es Panasonic M6 High - speed PCB de alta frecuencia? ¿¿ cómo elegir?

Definición de la placa de alta frecuencia de PCB

Los PCB de alta frecuencia se refieren a placas de circuito especiales con alta frecuencia electromagnética. Para campos de alta frecuencia (frecuencia superior a 300 MHz o longitud de onda inferior a 1 m) y microondas (frecuencia superior a 3 GHz o longitud de onda inferior a 0,1 m). se trata de placas producidas en laminados recubiertos de cobre con sustrato de microondas mediante algunos procesos que utilizan métodos ordinarios de fabricación de placas de circuito rígidas o métodos especiales de tratamiento. En términos generales, los PCB de alta frecuencia se pueden definir como placas de circuito con frecuencias superiores a 1 ghz.

Con el rápido desarrollo de la Ciencia y la tecnología, cada vez se diseñan más equipos para aplicaciones en bandas de microondas (> 1 ghz) o incluso en campos de ondas milimétricas (77 ghz) por encima (como las populares antenas de ondas milimétricas de 77 GHz para vehículos), lo que también significa que las frecuencias son cada vez más altas y los requisitos para Los sustratos de placas de circuito son cada vez más altos. Por ejemplo, los materiales de base deben tener excelentes propiedades eléctricas y buena estabilidad química. Con el aumento de la frecuencia de la señal de potencia, la pérdida en el sustrato es muy pequeña, por lo que se destaca la importancia de la placa de alta frecuencia.

Clasificación de las placas de alta frecuencia de pcb:

01. por material

Materiales orgánicos: resina pf, fibra de vidrio / resina epóxido, poliimida, BT / resina epóxido, etc.

Materiales inorgánicos: aluminio, cobre, acero yin, cobre, cerámica, etc. desempeñan principalmente un papel en la disipación de calor.

02. distinguir entre productos flexibles y productos rígidos

PCB rígidos

B. PCB flexibles

PCB rígidos y flexibles

03. por estructura

Placa de circuito unilateral

B. placas de circuito de doble cara

Placas de circuito multicapa

04. según el propósito

Comunicación

Productos electrónicos de consumo

Militares

D. computadoras

E. paneles de prueba de semiconductores

Placa de alta velocidad ordinaria (fabricante)

01. Rogers

Rogers ro4003, ro3003, ro4350, ro5880, etc.

Serie ro3000: materiales de circuito de PTFE basados en rellenos cerámicos, los modelos son laminados de alta frecuencia ro3003, ro3006, ro3010 y ro3035.

Serie rt6000: materiales de circuito de PTFE rellenos a base de cerámica, diseñados especialmente para circuitos electrónicos y circuitos de microondas que requieren alta permitividad. Los modelos son: rt6006, constante dieléctrica 6,15, rt6010, coeficiente dieléctrico 10,2

Serie tmm: materiales compuestos a base de cerámica, hidrocarburos y polímeros termoestables, modelos: tmm3, tmm4, tmm6, tmm10, tmm10i y tmm13i. Esperar

02. taikangli

Series taconic tlx, Series tly, etc.

03. Panasonic

Panasonic MWH 4, MWH 6, etc.

04, Isora

Fr408 horas, is620, is680, etc.

05. por objeto

Fr408 horas, is620, is680, etc.

En 2006, nerco

N4000 - 13, n44000 - 13epsi, etc.

07. taiyao TUC

Tuc862, 872slk, 883, 933, etc.

Dongguan shengyi, Taizhou wangling, Taixing microondas, Changzhou zhongying, etc.

Por supuesto, hay muchas otras placas de alta frecuencia que no se enumeran una por una. Entre ellos, Arlon (adquirido por Rogers y una antigua fábrica de placas de microondas de radiofrecuencia)

Indicadores importantes para la selección de materiales de PCB de alta frecuencia y alta velocidad

Al seleccionar el sustrato para el PCB de placa de circuito de alta frecuencia, se deben estudiar especialmente las características cambiantes del material DK a diferentes frecuencias. Para los requisitos que se centran en la transmisión de señal de alta velocidad o el control de Resistencia característica, se centra en la dirección y su rendimiento en condiciones de frecuencia, temperatura y humedad.

Bajo la condición de cambios de frecuencia, el material del sustrato General muestra la Ley de grandes cambios en los valores DK y df. Especialmente en el rango de frecuencia de l MHz a 1 ghz, sus valores de DK y DF cambian más significativamente. Por ejemplo, el valor DK del sustrato de tela de fibra de vidrio epoxidada ordinaria (fr - 4 ordinario) a la frecuencia lmhz es de 4,7, mientras que a la frecuencia lghz, el valor DK se convierte en 4,19. Por encima de lghz, la tendencia de cambio de su valor DK es suave. La tendencia de cambio es disminuir a medida que aumenta la frecuencia (pero el rango de cambio es pequeño). Por ejemplo, a l0ghz, el valor DK de FR - 4 suele ser de 4,15. Para los materiales de base con características de alta velocidad y alta frecuencia, cuando la frecuencia cambia, el valor DK cambia menos. Con una frecuencia de cambio de lmhz a lghz, DK se mantiene en el rango de 0,02. Los valores de DK tienden a disminuir ligeramente en diferentes frecuencias de bajo a alto.

Bajo la influencia de los cambios de frecuencia (especialmente en el rango de alta frecuencia), el factor de pérdida dieléctrica (df) del material del sustrato general cambia más que dk. La Ley de cambio tiende a aumentar. Por lo tanto, al evaluar las propiedades de alta frecuencia de los materiales de base, el estudio se centró en los cambios en sus valores de df. Para los materiales de base con propiedades de alta velocidad y alta frecuencia, hay dos tipos claramente diferentes de materiales de base ordinarios en términos de propiedades de cambio a alta frecuencia: uno es que sus valores (df) varían muy poco con la frecuencia. La otra es que, aunque el rango de variación es similar al del material de base general, su valor (df) es bajo.

¿¿ cómo elegir placas de alta frecuencia y alta velocidad?

Al elegir el tablero de pcb, debemos lograr un equilibrio entre cumplir con los requisitos de diseño, la producción a gran escala y los costos. En resumen, los requisitos de diseño incluyen fiabilidad eléctrica y estructural. Este problema suele ser más importante al diseñar placas de PCB de muy alta velocidad (frecuencia superior a ghz). Por ejemplo, los materiales FR - 4 de uso común pueden tener una gran pérdida dieléctrica DF (pérdida dieléctrica) a varias frecuencias de ghz, lo que puede no ser aplicable.

Pérdida de DB / in en diferentes placas

Por ejemplo, la señal digital de alta velocidad de 10 GB / s es una Onda cuadrada que puede considerarse como una superposición de señales de onda sinusoidal de diferentes frecuencias. Por lo tanto, 10gb / s incluye muchas señales de frecuencia diferentes: señales básicas de 5ghz, señales de 15ghz de tercer orden, 25 GHz de quinto orden, señales de 35ghz de séptimo orden, etc. Mantener la integridad de la señal digital y la pendiente de los bordes superior e inferior es la misma que la transmisión de baja pérdida y baja distorsión de las microondas de radiofrecuencia (la parte armónica de alta frecuencia de la señal digital llega a la banda de microondas). Por lo tanto, en muchos aspectos, la selección de materiales de los PCB de circuitos digitales de alta velocidad es similar a la selección de materiales de los circuitos de microondas rf.

Características de dominio de tiempo / frecuencia de la señal de PCB de alta velocidad de 10 GB / s

En la práctica de la ingeniería, la elección de la placa de alta frecuencia parece simple, pero todavía hay muchos factores que considerar. A través de la introducción de este artículo, como ingeniero de diseño de PCB o Jefe de proyecto de alta velocidad, tengo una cierta comprensión de las características y selección de la placa. Comprender el rendimiento eléctrico, el rendimiento térmico, la fiabilidad, etc. el uso racional de apilamientos para diseñar productos con alta fiabilidad y buena procesabilidad, y optimizar la consideración de varios factores.

Las principales consideraciones para elegir la placa adecuada

01 manufacturabilidad

Por ejemplo, cuáles son las propiedades de supresión múltiple, las propiedades de temperatura, la CAF / resistencia al calor, la resistencia mecánica (adherencia) (buena fiabilidad) y el nivel de prevención de incendios.

02 diversas propiedades que coinciden con el producto

Baja pérdida, parámetros dk / DF estables, baja dispersión, pequeño coeficiente de variación con frecuencia y entorno, pequeñas tolerancia al espesor del material y contenido de pegamento (buen control de resistencia). Si el cableado es más largo, considere usar láminas de cobre con menor rugosidad. Por otro lado, la simulación es necesaria en las primeras etapas del diseño de circuitos de alta velocidad, y los resultados de la simulación son el estándar de referencia del diseño, "xingsen Technology - Agilent (high - speed / rf) United laboratory" resuelve el problema de rendimiento de los resultados de la simulación y las pruebas inconsistentes. Hace una gran cantidad de verificación de circuito cerrado de simulación y pruebas reales, y puede lograr la consistencia de simulación y medición real a través de métodos únicos.

Comparación de la pérdida de medición de la lámina de cobre de baja rugosidad con el estándar ro4350 de 7,3 mil

03 suministro oportuno de materiales

El ciclo de compra de muchas placas de alta frecuencia es muy largo, incluso hasta 2 - 3 meses; Además de la placa de alta frecuencia tradicional ro4350, muchas placas de alta frecuencia deben ser proporcionadas por los clientes. Por lo tanto, las placas de alta frecuencia deben comunicarse con el fabricante con antelación y preparar los materiales lo antes posible.

04 factores de coste

Esto depende de la sensibilidad de precios de los productos, ya sean bienes de consumo o aplicaciones en los campos de las comunicaciones, la medicina, la industria y la industria militar.

05 aplicabilidad de leyes y reglamentos, etc.

Debe combinarse con las regulaciones de protección ambiental de diferentes países para cumplir con los requisitos RoHS y libres de halógenos.

Según el material df:

DF entre 0,01 y 0,05, la placa de circuito es adecuada para circuitos digitales con un límite superior de 10 GB / s;

El DF está entre 0005 y 0003, y la placa de circuito es adecuada para circuitos digitales con un límite superior de 25 GB / s;

Las placas de circuito con un DF no superior a 00015 son adecuadas para circuitos digitales de 50 GB / S o incluso más.

PCB de alta velocidad y PCB de alta frecuencia

Entre los factores anteriores, la velocidad de funcionamiento de los circuitos digitales de alta velocidad es el principal factor considerado a la hora de elegir el pcb. Cuanto mayor sea la velocidad del circuito, menor será el valor pcbff seleccionado. las placas de circuito con pérdidas medias y bajas se aplicarán a los circuitos digitales de 10 GB / s; La placa tiene una baja pérdida y es adecuada para circuitos digitales de 25 GB / s; Las placas con pérdidas ultra bajas se adaptarán a los PCB de circuito digital de alta velocidad más rápidos, que pueden alcanzar velocidades de 50 GB / S o más.

Lo anterior resume cómo seleccionar PCB de alta velocidad y alta frecuencia y las precauciones de diseño, y la aplicación práctica debe analizarse de acuerdo con casos específicos.