Technologie PCB - Qu'est - ce qu'un PCB haute fréquence, ses caractéristiques et ses matériaux

Qu'est - ce qu'un PCB haute fréquence ¼

Les circuits de radiofréquence (RF) et de micro - ondes (MW) peuvent être trouvés dans une myriade de produits sans fil, des appareils portables pour les applications médicales et industrielles aux systèmes de communication avancés pour les stations de base, les radars et le positionnement global. Le succès de ces produits à grande vitesse commence par la phase de conception du produit lors de la sélection des stratifiés de PCB. Rayming travaille avec l'équipe de conception de produits pour s'assurer que les objectifs de coût / performance du projet sont atteints en fournissant des informations sur le choix des matériaux, les coûts relatifs et les considérations DFM.

Les caractéristiques du PCB haute fréquence sont les suivantes 1. Le DK doit être suffisamment petit et stable, généralement plus il est petit, mieux c'est, et un DK élevé peut retarder la transmission du signal. La goniométrie est petite, ce qui affecte principalement la qualité de la transmission du signal, plus la goniométrie est petite, moins les pertes de signal sont importantes. Le taux de dilatation thermique doit être le même que celui de la Feuille de cuivre, dans la mesure du possible, car les différences peuvent provoquer la séparation de la Feuille de cuivre dans les variations de chaleur et de froid. L'absorption d'eau doit être faible et, dans un environnement humide, une absorption d'eau élevée affecte DK et DF. La résistance à la chaleur, la résistance chimique, la résistance aux chocs, la résistance au pelage doivent être bonnes.

Matériel:

Rogers, taconic, Isola, Arlon, Sy et autres.

Les cartes PCB multicouches hybrides haute fréquence nécessitent l'utilisation de matériaux ayant des caractéristiques clés très différentes de celles des cartes PCB multicouches haute fréquence traditionnelles. La plaque de mélange peut être une combinaison de fr4 et de plaques haute fréquence ou un mélange de plaques haute fréquence avec des DK différents. Avec l'innovation technologique, les structures hybrides gagnent en popularité. Non seulement cela apporte des avantages, mais les défis auxquels nous sommes confrontés exigent une meilleure compréhension. Il y a trois raisons principales d'utiliser des plaques hybrides: le coût, l'amélioration de la fiabilité et l'amélioration des performances électriques. Le matériau de la ligne haute fréquence est beaucoup plus cher que le fr4. Parfois, la tension mixte des lignes fr4 et HF peut résoudre le problème de coût. Dans de nombreux cas, certains circuits d'une carte PCB à tension mixte sont très exigeants en termes de Performances électriques, tandis que d'autres sont peu exigeants. Dans ce cas, le fr4 sera utilisé pour des composants ne nécessitant pas de hautes performances électriques, tandis que des matériaux à haute fréquence plus coûteux seront utilisés pour des composants nécessitant des propriétés électriques élevées. Une autre raison d'utiliser des panneaux multicouches pressés hybrides est que la fiabilité peut être améliorée lorsque les valeurs Cte des matériaux de carte PCB utilisés sont relativement élevées. Certains matériaux PTFE haute fréquence ont des caractéristiques cte élevées, ce qui entraînera des problèmes de fiabilité. Le cte composite est acceptable lorsque le matériau fr4 à faible cte et le matériau à haute cte sont combinés pour former une plaque multicouche. Le but du mélange de certains matériaux avec différents DK est d'améliorer les performances électriques. Dans certaines applications de combinateurs et de filtres, l'utilisation de tensions mixtes de matériaux ayant des valeurs DK différentes aidera à améliorer les performances électriques. Le mélange de fr4 et de matériaux haute fréquence est de plus en plus courant, car fr4 et la plupart des matériaux de ligne haute fréquence ont peu de problèmes de compatibilité. Cependant, plusieurs problèmes de fabrication de cartes restent préoccupants. L'utilisation de plaques à haute fréquence dans une structure de pression mixte peut entraîner de grandes différences de température en raison de processus spéciaux. Les matériaux à haute fréquence à base de PTFE posent de nombreux problèmes lors de la fabrication de circuits, car ils nécessitent un perçage spécial et un placage de trou pour préparer le PTH. Les tôles à base de résine hydrocarbonée sont faciles à travailler et utilisent le même processus de production en boucle que la norme fr4, qui est également très technique. Le mélange du fr4 avec des plaques haute fréquence à base de résine hydrocarbonée est essentiellement exempt de problèmes de mise en oeuvre et de fabrication. Les principaux problèmes sont le forage et le poinçonnage. Vous voulez construire un bon flux de bits? Et la vitesse de forage, l'expérience de conception est nécessaire. Le pressage de la Feuille fr4p est problématique car il nécessite une vitesse de montée en température très différente de celle des matériaux hydrocarbonés haute fréquence (vitesse de montée en température?). Pour un mélange plus fiable, il existe plusieurs options à considérer. Tout d'abord, remplacez la Feuille fr4 P par une feuille P de matériau haute fréquence et utilisez le bon cycle de laminage. Les feuilles de matériau haute fréquence P ne sont généralement pas aussi chères que les stratifiés revêtus de cuivre et les couches adhésives du même matériau sont plus propices à des cycles de laminage plus simples. Lorsque la Feuille fr4p ne peut pas être remplacée, elle doit être laminée dans l'ordre: d'abord la feuille P de fr4 est pressée, puis la feuille P de matériau haute fréquence est pressée.

La pression de mélange des matériaux fr4 et PTFE est plus difficile, mais il existe des exceptions. Il existe différents types de stratifiés de cuivre recouverts de polytétrafluoroéthylène, dont certains sont plus faciles à traiter que d'autres. Même si le PTFE de remplissage céramique a moins de problèmes de traitement que le PTFE, il doit tenir compte du perçage, du PTH préparé par placage et de la stabilité dimensionnelle. Le plus gros problème avec le forage PTH est que le matériau PTFE est relativement mou, tandis que le fr4 est relativement dur. Lors du perçage du PTH et des outils de perçage, il y aura un peu de matériau mou dans le trou qui s'étend sur la paroi du trou du PTH. Cela peut entraîner de graves problèmes de fiabilité. En général, les forets et les vitesses de forage doivent être déterminés par des ingénieurs expérimentés, et la durée de vie du foret vaut également la peine d'être étudiée. Dans de nombreux cas, les défauts de chicane ne se produisent pas lors de l'utilisation précoce du foret, il est donc important de mieux comprendre la durée de vie du foret pour réduire ces problèmes. La préparation du Pt doit être spécifique aux deux matériaux à un stade ultérieur du processus de forage. Le cycle plasma peut nécessiter 2 cycles différents ou un cycle, mais nécessite plusieurs étapes. Dans le premier cycle de plasma, le matériau fr4 doit d'abord être traité, puis le matériau PTFE dans le deuxième cycle. Généralement, lors du traitement par plasma, le gaz CF4 - N2 - O2 est utilisé pour le fr4 et le gaz he ou n2h est utilisé pour le PTFE. Pour les matériaux PTFE, il est préférable d'utiliser de l'hélium (he) hélium afin d'améliorer la mouillabilité des parois poreuses. Si vous souhaitez utiliser un processus humide pour la préparation du polytétrafluoroéthylène, effectuez d'abord un processus de permanganate pour le fr4, puis un traitement au naphtalène sodique pour le matériau en polytétrafluoroéthylène. Pour les pressions de mélange des matériaux fr4 et PTFE, la stabilité dimensionnelle ou l'entartrage seront inévitablement un problème. En minimisant la pression mécanique agissant sur le matériau PTFE, l'apparition de problèmes peut être réduite. Il est recommandé de frotter les panneaux et les machines commerciales. Pour la prochaine étape du processus de préparation de la Feuille de cuivre, le processus de nettoyage chimique est une meilleure approche. Plus le stratifié de cuivre recouvert de PTFE est épais, moins il y a de problèmes de stabilité dimensionnelle. De même, un substrat en PTFE renforcé de fibres de verre sera plus stable en termes de dimensions. D'une manière générale, la fabrication de PCB à pression mixte de matériaux de circuits fr4 et haute fréquence ne pose pratiquement aucun problème de compatibilité. Mais certaines préoccupations au sujet de la fabrication de la carte sont encore dignes de mention. Pour de meilleurs résultats, il est recommandé que les usines de cartes communiquent, communiquent et discutent avec les fabricants de PCB haute fréquence lorsqu'il est nécessaire de mélanger et de presser des plaques multicouches.