PCB 기술 - 파나소닉 M6 고속 PCB 고주파 PCB란?어떻게 선택합니까?

PCB 고주파 보드의 정의

고주파 PCB는 전자기 주파수가 높은 전용 회로기판을 말한다.고주파(300MHz 이상 또는 1m 미만) 및 마이크로웨이브(3GHz 이상 또는 0.1m 미만) 분야에 사용되는 회로기판은 일반 강성 회로기판 제조 방법 또는 특수 처리 방법으로 마이크로웨이브 라이닝 바닥 복동층 압판을 특정 공정으로 생산하는 회로기판이다.일반적으로 고주파 PCB는 주파수가 1GHz 이상인 회로 기판으로 정의할 수 있습니다.

과학 기술의 급속한 발전에 따라 점점 더 많은 장비가 마이크로파 주파수 대역 (> 1GHz) 심지어 밀리미터파 필드 (77GHz) 이상의 응용 (예를 들어 유행하는 차량용 77GHz 밀리미터파 안테나) 에 설계되고 있는데, 이는 주파수가 점점 더 높아지고 회로기판 기판에 대한 요구도 점점 더 높아지고 있음을 의미한다.예를 들어, 기저 재료는 우수한 전기 성능과 좋은 화학 안정성을 필요로 한다.출력 신호의 주파수가 증가함에 따라 기판의 손실이 매우 적기 때문에 고주파판의 중요성이 두드러진다.

PCB 고주파 보드 분류:

01. 재료별

a. 유기재료: 페놀수지, 유리섬유/에폭시수지, 폴리아미드, BT/에폭시수지 등.

b. 무기재료: 알루미늄, 구리, 은강, 구리, 도자기 등은 주로 열을 방출하는 작용을 한다.

02. 유연성 제품과 강성 제품 구분

a. 강성 PCB

b. 유연한 PCB

c. 강성 유연성 PCB

03. 구조별로 구분

a. 단면 회로기판

b. 양면 회로기판

c. 다중 레이어 회로 기판

04. 목적별

a. 소통

b. 가전제품을 소비하다

c. 군사

d. 컴퓨터

e. 반도체 테스트 보드

일반 고속판 (공장)

01. 로저스

로저스 ro4003, ro3003, ro4350, ro5880 등

Ro3000 시리즈: 세라믹 필러 기반 PTFE 회로 재료, 모델은 ro3003, ro3006, ro3010 및 ro3035 고주파 레이어 프레스입니다.

Rt6000 시리즈: 세라믹 충전 PTFE 회로 소재를 기반으로 고매체 상수가 필요한 전자 회로 및 마이크로파 회로를 위해 설계되었습니다.모델: rt6006, 개전 상수 6.15, rt6010, 개전 계수 10.2

TMM 시리즈: 세라믹, 탄화수소 및 열경화성 폴리머를 기반으로 한 복합 재료, 모델: tmm3, tmm4, tmm6, tmm10, tmm10i 및 tmm13i.대기 중

02. 태강리

Taconic TLX 시리즈, tly 시리즈 등

03. 파나소닉

파나소닉 메가 유로 4, 메가 유로 6 등

04，Isola

Fr408시간, is620, is680 등

05. 목적별

Fr408시간, is620, is680 등

06，Nelco

N4000-13, N4000-13epsi 등

07. 타이야오 TUC

Tuc862, 872slk, 883, 933 등

동관성의, 태주왕령, 태흥미파, 상주중영 등

물론 일일이 열거하지 않은 다른 고주파 분야도 많다.그 중 Arlon (이미 로저스에 의해 인수되었으며 오래된 무선 주파수 전자기판 공장이기도 하다)

고주파 및 고속 PCB 소재 선택의 중요한 지표

고주파 회로기판 PCB 기판을 선택할 때는 주파수에 따라 재료 DK의 변화 특성을 특별히 연구해야 한다.고속 신호 전송 또는 특성 임피던스 제어에 초점을 맞추기 위해 주파수, 온도 및 습도 조건에서의 방향 측정 및 성능에 중점을 둡니다.

주파수 변화의 조건에서 일반 라이닝 재료는 DK와 DF 값의 변화가 비교적 큰 법칙을 나타낸다.특히 LMHz에서 1GHz까지의 주파수 범위에서는 DK 및 DF 값의 변화가 더 뚜렷합니다.예를 들어, 일반 에폭시 유리 섬유 천기 베이스 (일반 FR-4) 의 DK 값은 lmhz 주파수에서는 4.7이지만 lghz 주파수에서는 DK 값이 4.19가 됩니다.lghz 이상에서는 DK 값 변화 추세가 완만합니다.변화 추세는 빈도가 증가함에 따라 줄어든다 (그러나 변화 폭은 작다).예를 들어, l0ghz에서 FR-4의 DK 값은 일반적으로 4.15입니다.고속 및 고주파 특성을 가진 베이스 재료의 경우 주파수가 변경될 때 DK 값의 변화가 적습니다.DK는 lmhz에서 lghz로의 변화 빈도에서 0.02 범위를 유지합니다.DK 값은 낮은 주파수에서 높은 주파수로 약간 떨어지는 경향이 있습니다.

주파수 변화의 영향으로(특히 고주파 범위에서) 일반 라이닝 재료의 DF(매개 전기 손실 계수)의 변화는 DK보다 크다.변화의 법칙이 증가하는 추세이다.따라서 기저 재료의 고주파 특성을 평가할 때 연구의 초점은 DF 값의 변화입니다.고속과 고주파 특성을 가진 기저재료의 경우, 고주파에서의 변화 특성에 대해 말하자면, 두 가지 뚜렷한 다른 유형의 일반 기저재료가 있다: 하나는 그 (DF) 값이 주파수에 따라 매우 작다는 것이다.다른 하나는 일반 베이스 재료와 비슷한 변화 범위에도 불구하고 (DF) 값이 낮다는 것입니다.

어떻게 고주파와 고속판을 선택합니까?

PCB 보드를 선택할 때는 설계 요구 사항, 대규모 생산 및 비용의 균형을 맞춰야 합니다.간단히 말해서, 설계 요구 사항에는 전기 및 구조적 신뢰성이 포함됩니다.이 문제는 매우 빠른 PCB 보드 (GHz 이상의 주파수) 를 설계할 때 일반적으로 더 중요합니다.예를 들어, 일반적으로 사용되는 FR-4 재료는 몇 GHz 주파수에서 큰 개전 손실 DF(개전 손실)를 가질 수 있으며 이는 적용되지 않을 수 있습니다.

판별 손실 dB/in

예를 들어 10Gb/s 고속 디지털 신호는 방파로서 서로 다른 주파수의 정현파 신호의 중첩으로 볼 수 있다.따라서 10Gb/s에는 5GHz 기파 신호, 3단계 15GHz, 5단계 25ghz, 7단계 35GHz 신호 등 다양한 주파수 신호가 포함된다.디지털 신호의 무결성과 상하 가장자리의 가파른 정도를 유지하는 것은 RF 마이크로파의 저손실, 저왜곡 전송 (디지털 신호의 고주파 고조파 부분이 마이크로파 주파수대에 도달하는 것) 과 같다.따라서 많은 면에서 고속 디지털 회로 PCB의 재료 선택은 RF 마이크로파 회로의 재료 선택과 비슷합니다.

10Gb/s 고속 PCB 신호의 시간대/주파수 특성

실제 엔지니어링 작업에서 고주파 보드의 선택은 간단해 보이지만 여전히 고려해야 할 많은 요소가 있습니다.이 글의 소개를 통해 PCB 설계 엔지니어나 고속 프로젝트 책임자로서 나는 판재의 특성과 선택에 대해 어느 정도 알게 되었다.전기 성능, 열 성능, 신뢰성 등을 이해한다. 스택을 합리적으로 사용하여 신뢰성이 높고 가공성이 좋은 제품을 설계하고 각종 요소에 대한 고려를 최적화했다.

적합한 판재를 선택하는 주요 고려 요소

01 제조 가능성

예를 들어, 다중 압축 성능, 온도 성능, CAF/내열성, 기계적 강인성(부착력) (양호한 신뢰성) 및 방화 등급은 어떻습니까?

02 제품에 맞는 다양한 성능

낮은 손실, 안정적인 Dk/DF 매개변수, 낮은 분산, 주파수 및 환경에 따른 변화 계수, 재료 두께 및 접착제 함량의 공차 (임피던스 제어 양호).경로설정이 긴 경우 조잡도가 낮은 동박을 사용하는 것이 좋습니다.다른 한편으로 고속회로설계의 초기단계에서 모의를 진행해야 하는데 모의결과는 설계의 참고표준인"흥삼과학기술-안젤렌 (고속/RF) 련합실험실"로서 모의결과와 테스트가 일치하지 않는 성능문제를 해결하였다.그것은 대량의 시뮬레이션과 실제 테스트의 폐쇄 루프 검증을 하였으며, 독특한 방법을 통해 시뮬레이션과 실제 측정의 일치성을 실현할 수 있다.

7.3mil 표준 ro4350과 낮은 조잡도 동박 측정 손실의 비교

03 재료가 제때에 도착한다

많은 고주파판의 구매주기는 아주 길며 심지어 2~3개월이다.전통적인 고주파 보드 ro4350을 제외하고 많은 고주파 보드는 고객이 제공해야 합니다.따라서 고주파판은 제조업체와 미리 소통하고 가능한 한 빨리 재료를 준비해야 한다.

04 비용 요소

이것은 소비재든 통신, 의료, 산업 및 방산 산업이든 제품의 가격 민감성에 달려 있습니다.

05 법률, 법규의 적용성 등

RoHS 및 할로겐 불포함 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 국가의 환경 규제와 결합해야합니다.

재료 DF 기준:

DF는 0.01~0.05 사이이며 보드는 최대 10Gb/S 디지털 회로에 적용됩니다.

DF는 0.005~0.003 사이이며 회로 기판은 최대 25gb/S의 디지털 회로에 적용됩니다.

DF 0.0015를 초과하지 않는 보드는 50GB/s 이상의 디지털 회로에 적합합니다.

고속 PCB 고주파 PCB

위의 요인 중 고속 디지털 회로의 작동 속도는 PCB를 선택할 때 고려되는 주요 요인입니다.회로 속도가 높을수록 선택한 PCBdf 값은 작아야 합니다. 중저손실 회로기판은 10Gb/s 디지털 회로에 적용됩니다.이 판은 손실이 비교적 낮아 25gb/s의 디지털 회로에 적용된다;초저손실이 있는 보드는 50GB/s 이상의 속도를 낼 수 있는 더 빠른 고속 디지털 회로 PCB에 적응할 것이다.

이상은 고속 고주파 PCB와 설계 고려 사항을 선택하는 방법을 요약하고 구체적인 사례에 따라 실제 응용을 분석해야 한다.