Technologie PCB - Quels sont les matériaux de base de la carte PCB haute fréquence?

Il y a quelques jours, un étudiant diplômé a mesuré l'indice 77 GHz avec une « antenne de réception» traitée par fr4. Dans l'usinage et le test des cartes PCB haute fréquence et des antennes de réception, il y a toujours des universitaires qui commencent tout juste leurs recherches. Le résultat final du produit n'est pas satisfaisant en raison du mauvais PCB haute fréquence. Aujourd'hui, je vais parler. Quels sont les matériaux de carte PCB haute fréquence? Comment choisir!

Définition de carte PCB haute fréquence:

La carte haute fréquence est une carte de circuit dédiée à haute fréquence électromagnétique utilisée dans les domaines des hautes fréquences (fréquences supérieures à 300 MHz ou longueurs d'onde inférieures à 1 m) et des micro - ondes (fréquences supérieures à 3 GHz ou longueurs d'onde inférieures à 0,1 m), S'agit - il d'un procédé local utilisant les méthodes habituelles de fabrication de circuits rigides sur un substrat micro - ondes revêtu de cuivre ou, le cas échéant, d'un procédé de traitement spécial. D'une manière générale, une carte haute fréquence peut être définie comme une carte de circuit dont la fréquence est supérieure à 1 GHz. Avec le développement rapide de la science et de la technologie, de plus en plus d'appareils sont conçus pour la bande micro - ondes (> 1 GHz), même le champ d'ondes millimétriques (77 GHz) ou des fréquences plus élevées (par exemple, les antennes de réception d'ondes millimétriques 77 GHz qui sont maintenant populaires Dans les voitures), ce qui signifie également des fréquences de plus en plus élevées, Les exigences pour les substrats de carte de circuit sont également de plus en plus élevées. Par example, le matériau de base doit présenter de bonnes propriétés électriques et une stabilité chimique satisfaisante. Avec l'augmentation de la fréquence du signal de puissance, les pertes sur le substrat sont très faibles, de sorte que l'étanchéité de la carte haute fréquence est mise en évidence.

Classification des cartes PCB haute fréquence:

A. par matériel:

A. matériaux organiques: résine naturelle phénolique, fibre de verre / résine époxy, Polyimide, résine allergique / époxy, etc.

B. Matériel inorganique: aluminium, cuivre, acier inoxydable, cuivre, céramique, etc. joue principalement un rôle de dissipation de chaleur

B. en distinguant les produits durs des produits mous:

A. PCB rigide,

B. PCB flexible, PCB rigide et flexible

C. par structure:

A. panneau unique

B. double panneau

C. panneaux multiples

D. selon l'utilisation:

A. communication

B. produits électroniques grand public

C. militaire

D. ordinateurs

E. semi - conducteurs

F. plaques électriques de mesure

Tôle à haute vitesse commune (fabricant) a - - - Chaudement bienvenue à l'approvisionnement plus

Série Rogers: ro4003, ro3003, ro4350, ro5880, etc.

Série ro3000: le matériau du circuit PTFE est complété par une base en céramique, les modèles sont: ro3003, ro3006, ro3010, ro3035 stratifié haute fréquence

Série rt6006: basé sur des matériaux de circuit en polytétrafluoroéthylène, complété par de la céramique, adapté aux circuits électroniques et aux circuits micro - ondes à haute permittivité. Modèles rt6006 avec constante diélectrique 6.15 et rt6010 avec constante diélectrique 10.2, respectivement

Série TMM: à base de céramique, carbohydrure, composite polymère THERMODURCISSABLE, modèles: tmm3, tmm4, tmm6, tmm10i, tmm13i, etc.

Série tactique: série tlx, série tly, etc.

Série Panasonic: megaou 4, megaou 6, etc.

Série Isola: fr408hr, is620, is680, etc.

Nelco: N4000 - 13, N4000 - 13 EPSI, etc.

Série TUC: tuc862872slk883933 et ainsi de suite

Dongguan Shengli, Taizhou Wang Ling, Taixing micro - ondes, Changzhou Zhong Ying, etc.

Lors du choix d'un substrat PCB pour les circuits haute fréquence, nous devons accorder une attention particulière aux propriétés particulières du matériau DK à différentes fréquences. L'accent est mis sur la goniométrie et ses performances dans des conditions de fréquence, de température et d'humidité en réponse aux exigences de transmission de signaux à grande vitesse ou de contrôle d'impédance de performance spéciale. Dans les conditions de variation de fréquence, la loi de variation des valeurs DK et DF est exprimée. En particulier dans la gamme de fréquences de 1 MHz à 1 GHz, leurs valeurs DK et DF varient plus superficiellement. Par exemple, la valeur DK d'un fr - 4 normal est de 4,7 à lmhz et de 4,19 à lghz. Au - dessus de 1 GHz, la variation de DK tend à s'atténuer. Par exemple, à 10 GHz, un fr - 4 ordinaire a une valeur DK de 4,15. Pour les matériaux de base à haute vitesse et haute fréquence, la valeur DK varie peu lorsque la fréquence varie. Pour les fréquences de 1 MHz à 1 GHz, la valeur DK varie de 0,02. Les valeurs de DK ont tendance à diminuer légèrement à différentes fréquences, du plus bas au plus élevé. Le facteur de défaut du milieu (DF) d'un matériau de base ordinaire est affecté par les variations de fréquence (en particulier dans la gamme des hautes fréquences) et les variations de DF sont plus importantes que celles de DK. La loi de variation tend à augmenter. Pour cette raison, lorsque le matériau de base a des hautes fréquences et des propriétés spéciales, la recherche se concentre sur la variation de sa valeur DF. Les matériaux de substrat ont deux propriétés spéciales, haute vitesse et haute fréquence, et ils ont des propriétés de surface différentes à haute fréquence. L'un est que sa valeur (DF) varie très peu à mesure que la fréquence change. L'autre est similaire au matériau de base ordinaire dans sa gamme de variation, mais a une valeur de DF inférieure. Le choix de la carte PCB doit atteindre le point d'équilibre en répondant aux exigences prédéfinies, à la production en série, au coût réduit de moitié. En bref, les préréglages doivent inclure la fiabilité électrique et la fiabilité structurelle. Souvent, lorsque des clés PCB à très haute vitesse (fréquences supérieures à GHz) sont prédéfinies, les problèmes avec les plaques métalliques sont plus étroitement liés. Par example, les matériaux fr - 4 couramment utilisés à l'heure actuelle présentent des pertes diélectriques (DF) très importantes à des fréquences de quelques GHz et peuvent ne pas convenir à une utilisation.

Perte de différentes plaques haute fréquence

Par exemple, un signal numérique à grande vitesse de 10 Gb / s est une onde carrée qui peut être considérée comme une superposition de signaux sinusoïdaux de fréquences différentes. Parce que ce 10Gb / s contient de nombreux signaux de fréquence différents: signaux de base 5ghz, 15ghz d'ordre 3, 25ghz d'ordre 5, 35GHz d'ordre 7, etc. Le maintien de l'intégrité du signal numérique et de la raideur des bords supérieur et inférieur est le même que la transmission à faible perte et à faible distorsion des micro - ondes RF (les harmoniques haute fréquence du signal numérique atteignent la bande des micro - ondes). Pour cette raison, à tous égards, les besoins en matériaux PCB de circuits numériques à grande vitesse et en circuits micro - ondes RF sont à peu près similaires.

Domaine haute fréquence signal domaine caractéristiques

Dans les opérations d'ingénierie réelles, le choix des feuilles à haute fréquence peut sembler simple, mais il y a encore trop de facteurs à prendre en compte. Après l'introduction de cet article, en tant qu'ingénieur de conception de PCB ou chef de projet à grande vitesse, j'ai acquis une certaine compréhension des propriétés particulières et du choix des feuilles. Découvrez les caractéristiques électriques, thermiques et de fiabilité des tôles. Et l'utilisation rationnelle de la nappe, pré - configurer des produits fiables et bien traités pour optimiser divers facteurs. Ensuite, nous présenterons le choix de la plaque métallique appropriée et considérerons les principaux facteurs:

1. Fabricabilité:

   Par exemple, qu'en est - il des propriétés de pressage multiple, des performances en température, de la résistance CAF / thermique et de la ténacité mécanique (bonne fiabilité), des classes de résistance au feu?

2. Différentes propriétés associées au produit (électricité, stabilité des performances, etc.):

   Les dommages sont faibles, les paramètres DK / DF sont stables, la lumière chromatique dispersée est faible, le coefficient de variation avec la fréquence et le fond est faible, l'épaisseur du matériau et la tolérance de la teneur en colle sont faibles (bon contrôle de l'impédance). Si le câblage est long, considérez la faible finition de la Feuille de cuivre. En outre, la simulation est nécessaire à un stade antérieur de la conception du circuit à grande vitesse, et le résultat final de la simulation est la norme de référence pour la conception - "xingsen Technology Agilent (High Speed / RF) joint Laboratory" - qui résout le problème selon lequel le résultat final de la simulation n'est pas exactement le même que les résultats des tests. Il fait beaucoup de vérification de simulation en boucle fermée et de tests pratiques. Grâce à cette méthode unique, il est possible de rendre la simulation et le test exactement identiques.

3. Matériel fourni le plus tôt possible:

   Beaucoup de tôle haute fréquence pour l'acquisition et le cycle d'achat est très long, même 2 - 3 mois; En plus de la carte à haute fréquence commune ro4350 avec stockage, de nombreuses cartes à haute fréquence sont ce dont les clients ont besoin. Pour cette raison, la demande de la plaque à haute fréquence et les fabricants communiquent bien à l'avance et se préparent le plus tôt possible.

4. Facteurs de coût:

   En termes de sensibilité aux prix, les biens de consommation sont encore utilisés dans les secteurs des communications, de la médecine, de l'industrie et de l'armée.

5. Applicabilité des lois et règlements

   
   

   
   

   

Nous devrions répondre aux exigences ROHS et sans halogène en combinaison avec les différentes lois et réglementations nationales de protection de l'environnement. Parmi les facteurs ci - dessus, la vitesse des circuits numériques à grande vitesse est le facteur principal dans le choix et la réflexion sur les PCB. Plus le circuit est efficace, moins la valeur de PCB DF doit être choisie. Les cartes à faible et moyenne consommation s'adapteront à un circuit numérique de 10 Gb / s; Une carte avec un faible degré de dommages convient pour un circuit numérique de 25 GB / s; La carte ultra - Low Damage convient aux circuits numériques à grande vitesse plus rapides, dont l'efficacité peut atteindre 50 GB / s ou plus.

Ci - dessus résume comment choisir la tôle haute fréquence et les considérations prédéfinies, l'application pratique devrait être au cas par cas.