Tecnologia RF - Come selezionare materiali di substrato PCB ad alta frequenza e ad alta velocità?

Poiché sempre più progetti di apparecchiature sono nella scheda PCB di frequenza a microonde, come scegliere materiali di substrato PCB ad alta frequenza e ad alta velocità sta diventando sempre più importante. Ad esempio, le frequenze delle vivaci antenne ad onda millimetrica da 77GHz sui veicoli stanno diventando sempre più alte e anche i requisiti per i materiali del substrato PCB stanno diventando sempre più alti. Ad esempio, il materiale del substrato PCB deve avere eccellenti proprietà elettriche, buona stabilità chimica e la perdita sul substrato con l'aumento della frequenza del segnale di potenza è molto piccola, quindi è emersa l'importanza del materiale del substrato PCB ad alta frequenza.

Classificazione dei materiali di substrato PCB ad alta frequenza e ad alta velocità

1. Classificato da materiale PCB ad alta frequenza

Materiale organico: resina fenolica, fibra di vetro/resina epossidica, poliimide, BT/Epoxy, ecc. sono tutti inclusi.

b. materiali inorganici: alluminio, rame-invar-rame, ceramica, ecc. sono tutti loro. Principalmente prende la sua funzione di dissipazione del calore

2. Classificazione per prodotto PCB morbido e duro

a. PCB rigido.

b. PCB flessibile.

c. PCB Rigid-Flex.

3. Classificato dalla struttura PCB

a. Scheda PCB singola

b. Doppia scheda PCB

c. Scheda PCB multistrato

4. Classificazione per uso PCB

Comunicazione/elettronica sacrificabile/militare/computer/semiconduttore/scheda di prova...

materiale di substrato PCB ad alta frequenza

Produttori di materiali di substrato PCB ad alta frequenza e ad alta velocità comunemente usati

1. Rogers

RO4003C, RO3003, RO4350B, rogers 5880, ecc.

Serie RO3000: Basato sui materiali ceramici riempiti del circuito PTFE, i modelli sono: laminati ad alta frequenza RO3003, RO3006, RO3010, RO3035.

Serie RT6000: Basato sui materiali ceramici del circuito PTFE, progettato per circuiti elettronici e circuiti a microonde che richiedono elevate costanti dielettriche. I modelli sono: RT6006 costante dielettrica 6,15, RT6010 costante dielettrica 10,2.

Serie TMM: materiali compositi a base di ceramica, idrocarburi e polimeri termoindurenti, modelli: TMM3, TMM4, TMM6, TMM10, TMM10i, TMM13i. e molti altri

2. Taconic

Serie TLX, serie TLY, tly-3, tly-5, tly-7, tly-8, tly-9, rf-35, ecc.

3. Panasonic

Megtron4(M4), Megtron6(M6), etc.

4. Isola

Isola 370hr, fr408hr, IS620, IS680, ecc.

5. Nelco

N4000-13, N4000-13EPSI, ecc.

6. TaiYao TUC

Tuc862, 872SLK, 883, 933, ecc.

Dongguan Shengyi, Taizhou Wangling, Taixing Microonde, Changzhou Zhongying, ecc.

Naturalmente, ci sono molte altre piastre ad alta frequenza che non sono elencate una per una. Tra questi, Arlon (che è stata acquisita da Rogers ed è anche una vecchia fabbrica di materiale per microonde a radiofrequenza di marca).

Selezionare gli indicatori importanti dei materiali di substrato PCB ad alta frequenza e ad alta velocità

Quando si seleziona il substrato utilizzato per il PCB utilizzato nel circuito ad alta frequenza, si dovrebbe prestare particolare attenzione alle caratteristiche di cambiamento del materiale DK a frequenze diverse. Per quanto riguarda i requisiti della trasmissione del circuito ad alta velocità o del controllo caratteristico dell'impedenza, l'attenzione è sul DF e sulla sua prestazione nelle condizioni di frequenza, temperatura e umidità.

I materiali generali del substrato PCB ad alta frequenza e ad alta velocità mostrano la legge dei grandi cambiamenti nei valori di DK e DF in condizione di cambiamenti di frequenza. Soprattutto nella frequenza da 1 MHz a 1 GHz, i loro valori DK e DF cambiano più chiaramente. Ad esempio, un materiale di substrato generale basato su tessuto resina epossidica-fibra di vetro (FR-4 generale) ha un valore DK di 4,7 ad una frequenza di 1 MHz e una variazione del valore DK di 4,19 ad una frequenza di 1 GHz. Al di sopra di 1GHz, il trend di variazione del suo valore DK è delicato. La tendenza di cambiamento è che man mano che la frequenza aumenta, diventa più piccola (ma il cambiamento non è grande). Ad esempio, a l0GHz, il valore DK di FR-4 è 4,15. Il materiale del substrato con caratteristiche ad alta velocità e ad alta frequenza cambia in frequenza. Nel caso di, la variazione del valore DK è piccola, e la variazione di DK è per lo più mantenuta nell'intervallo 0,02 sotto la frequenza di cambiamento da 1MHz a 1GHz. Il suo valore DK tende a diminuire leggermente in condizioni di frequenza diverse da bassa a alta.

Il fattore di perdita dielettrica (DF) dei materiali generali del substrato PCB ad alta frequenza e ad alta velocità è influenzato dai cambiamenti di frequenza (specialmente cambiamenti nella gamma ad alta frequenza) e la variazione del valore DF è maggiore di quella di DK. La legge del suo cambiamento tende ad aumentare. Pertanto, quando si valutano le caratteristiche ad alta frequenza di un materiale substrato, l'obiettivo della sua indagine è la modifica del suo valore DF. Per i materiali substrati con caratteristiche ad alta velocità e ad alta frequenza, in termini di variazione delle caratteristiche alle alte frequenze, esistono due tipi distinti di materiali substrati generali: uno è che con il cambiamento di frequenza, il suo valore (DF) cambia molto poco. C'è un altro tipo che è simile al materiale del substrato generale nell'intervallo di cambiamento, ma il suo valore (DF) è inferiore.

Come scegliere materiali di substrato PCB ad alta frequenza e ad alta velocità

La scelta di materiali di substrato PCB ad alta frequenza e ad alta velocità deve trovare un equilibrio tra soddisfare i requisiti di progettazione, la produzione in serie e il costo. In poche parole, i requisiti di progettazione includono affidabilità elettrica e strutturale. Di solito nella progettazione di schede PCB ad alta velocità (frequenza maggiore di 1GHz), questo problema di materiale del substrato PCB ad alta velocità ad alta frequenza sarà più importante. Ad esempio, il materiale FR-4 comunemente usato ora ha una grande perdita dielettrica Df (Dielettricloss) ad una frequenza di diversi GHz, che potrebbe non essere adatto per materiali di substrato PCB ad alta frequenza e ad alta velocità.