Technique RF - Matériaux clés pour carte PCB haute fréquence

Les cartes PCB haute fréquence sont des composants clés des circuits RF / micro - ondes et sont essentiellement le point de départ de ces circuits. Les matériaux de PCB sont disponibles sous de nombreuses formes différentes et le choix du matériau dépend en grande partie des exigences de l'application prévue. Par exemple, les matériaux qui soutiennent de manière fiable les circuits haute fréquence dans les produits sans fil commerciaux peuvent rapidement échouer lorsqu'ils entrent dans des situations extrêmes dans un environnement militaire. Une compréhension de base des types de matériaux de PCB et de leurs paramètres peut aider à faire correspondre les matériaux et les applications.

La valeur DK d'un matériau PCB affectera la taille, la longueur d'onde et l'impédance caractéristique des lignes de transmission fabriquées sur ce matériau. Par example, pour une impédance caractéristique et une longueur d'onde données, la taille d'une ligne de transmission réalisée sur un matériau PCB ayant une valeur DK élevée sera bien inférieure à la taille d'une ligne de transmission réalisée sur un matériau PCB ayant une valeur DK faible (bien que d'autres paramètres de matériau puissent être différents). Les concepteurs de circuits dont les pertes sont un paramètre de performance clé préfèrent généralement les matériaux de PCB avec des valeurs DK plus faibles, car ils ont des pertes plus faibles que les matériaux avec des valeurs DK plus élevées.

En effet, un matériau PCB peut perdre de la puissance du signal de quatre manières: pertes diélectriques, pertes par conducteur, pertes par fuite et pertes par rayonnement, bien que les pertes diélectriques et les pertes par conducteur puissent être mieux contrôlées en choisissant un matériau PCB. Par exemple, le paramètre DF fournit un moyen de comparer les pertes diélectriques de différents matériaux, où une valeur de DF inférieure représente un matériau avec des pertes diélectriques plus faibles.

Pour tout matériau PCB commercial, des valeurs cte distinctes sont généralement répertoriées pour les trois axes (X, y et z). Cte fournit des preuves de la façon dont certains matériaux de PCB gèrent les températures extrêmes, par exemple lors du soudage. Par example, les valeurs de Cte des matériaux utilisés dans les structures multicouches ne correspondent pas, ce qui peut poser des problèmes de fiabilité car les dimensions des différentes couches de circuits varient avec la température. On considère généralement que les matériaux de PCB avec des valeurs cte plus faibles ont une plus grande stabilité thermique que ceux avec des valeurs cte plus élevées. Les matériaux de circuit avec un Cte de 70 PPM / °C sont considérés comme assez robustes pour une utilisation dans une large gamme de températures et devraient être capables de résister aux températures extrêmes auxquelles les circuits sont fabriqués et assemblés.

Des matériaux fr - 4 peu coûteux aux matériaux à base de PTFE coûteux, une grande variété de matériaux sont utilisés dans les PCB RF / micro - ondes. Les circuits imprimés composés de fr - 4 sont essentiellement des stratifiés de résine époxy renforcée de verre, tandis que les matériaux PTFE sont généralement renforcés par des fibres de verre ou des charges céramiques (bien que des PCB à base de PTFE pur soient également utilisés). Les différences de performance entre ces deux matériaux extrêmes montrent qu'il faut faire un compromis entre le coût et les performances des matériaux PCB et entre la facilité d'usinage du fr - 4 et la difficulté d'usinage du matériau PTFE.