Teknik PCB - Mengapa papan microwave frekuensi tinggi memanaskan?

Dalam industri kami pada tahun-tahun terakhir, teknologi dan produk yang paling fashionable adalah HDI (High Density Interconnect) dan Build-up MulTIlayer (Multilayer Printed Board). Namun, dalam perkembangan ekonomi pasar dan produk teknologi tinggi, terdapat cabang lain, iaitu papan dicetak frekuensi radio gelombang frekuensi tinggi dan papan dicetak berdasarkan logam. Hari ini, saya akan bercakap tentang dua isu ini.

1, mari kita bercakap tentang papan dicetak frekuensi radio gelombang mikrofrekuensi tinggi

1. papan sirkuit radio frekuensi mikrogelombang tinggi sedang memanaskan di tanah China.

Pada tahun-tahun terakhir, banyak syarikat papan cetak di China Timur, China Utara, dan Pearl River Delta telah menatap pasar papan microwave frekuensi tinggi. Jenis baru seperti papan sirkuit cetak dianggap sebagai produk sokongan yang tidak diperlukan untuk industri teknologi tinggi maklumat elektronik, dan penyelidikan dan pembangunan perlu dikuasai. Beberapa ketua syarikat telah mengenalpasti papan gelombang mikrofrekuensi tinggi sebagai titik pertumbuhan ekonomi baru untuk syarikat masa depan.

Ahli asing meramalkan pasar panel mikrogelombang frekuensi tinggi akan berkembang dengan cepat. Dalam bidang komunikasi, rawatan perubatan, tentera, kereta, komputer, dan alat-alat, permintaan panel mikrogelombang frekuensi tinggi meningkat dengan cepat. Beberapa tahun kemudian, papan mikrogelombang frekuensi tinggi mungkin menganggap kira-kira 15% daripada jumlah papan cetak global. Banyak syarikat PCB di Taiwan, Korea Selatan, Eropah, Amerika Syarikat, dan Jepun telah membuat rancangan untuk berkembang dalam arah ini.

Pembekal lembaran microwave frekuensi tinggi Eropah dan Amerika Rogers, Arlon, Taconic, Metclad, GIL Jepun Chukoh telah memasuki pasar besar potensi China dalam dua tahun terakhir, mencari ejen dan mengajar teknologi berkaitan. Syarikat GIL Amerika mengadakan ceramah mengenai "Aplikasi dan Penghasilan Teknologi Microwave Frekuensi Tinggi dan Dewan Cetak Radio Frekuensi" di Shenzhen. Ratusan tempat duduk telah penuh sibuk. Koridor juga penuh dengan mewakili perniagaan untuk mendengar ucapan. Pelajaran teknikal sepanjang hari. Saya benar-benar tidak mengharapkan rakan-rakan rumah mempunyai kepentingan yang kuat dalam papan frekuensi tinggi. Pembekal logam lembaran Eropah dan Amerika telah mampu menyediakan lebih dari 100 jenis seri lembaran dengan konstan dielektrik yang berlainan dari 2.10, 2.15, 2.17, ... hingga 4.5, dan bahkan lebih tinggi.

Dalam Pearl River Delta dan Yangtze River Delta, terdapat faham bahawa ramai syarikat telah mengumumkan bahawa mereka boleh menempatkan pesanan besar untuk Teflon dan papan frekuensi tinggi. Dikatakan bahawa beberapa syarikat telah mencapai tahap output bulanan ribuan meter persegi. Permintaan untuk plat mikrogelombang frekuensi tinggi di banyak radar rumah dan institusi penelitian komunikasi kilang papan cetak meningkat setahun demi setahun. Syarikat rumah seperti Huawei, Bell, dan Wuhan Institute of Posts and Telecommunications telah menuntut papan sirkuit cetak microwave frekuensi tinggi tahun demi tahun. Syarikat asing yang terlibat dalam produk gelombang mikrofrekuensi tinggi juga pindah ke China untuk membeli papan sirkuit cetak untuk gelombang mikrofrekuensi tinggi di dekat sini.

Banyak tanda menunjukkan bahawa panel mikrogelombang frekuensi tinggi sedang memanaskan di China.

(Apa papan frekuensi tinggi? Lebih dari 300MHZ, iaitu, julat frekuensi gelombang pendek dengan panjang gelombang lebih dari 1 meter, biasanya dipanggil papan frekuensi tinggi.)

2. Mengapa papan mikrogelombang frekuensi tinggi menjadi panas dalam tahun-tahun terakhir?

Ada tiga alasan.

1. Peningkatan kapasitas pemprosesan teknologi komputer dan peningkatan kapasitas memori maklumat memerlukan penghantaran isyarat kelajuan tinggi.

2. Sebahagian daripada band frekuensi komunikasi frekuensi tinggi yang digunakan untuk tujuan tentera diberikan kepada penggunaan awam (bermula pada 1996), yang sangat mengembangkan komunikasi frekuensi tinggi awam. Ia telah menunjukkan kemahirannya dalam berbagai bidang seperti komunikasi kelajuan tinggi jarak jauh, navigasi, rawatan perubatan, pengangkutan, pengangkutan, dan penyimpanan.

3. Rahsia tinggi dan kualiti penghantaran tinggi memungkinkan telefon bimbit, telefon kereta, dan komunikasi tanpa wayar untuk berkembang menuju frekuensi tinggi, dan kualiti gambar tinggi memungkinkan penghantaran siaran dan televisyen untuk menyiarkan program di VHF dan UHF. Pemindahan maklumat volum tinggi memerlukan komunikasi satelit, komunikasi gelombang mikro dan komunikasi serat optik untuk frekuensi tinggi.

Secara singkat, frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi produk maklumat elektronik meletakkan keperluan tinggi pada karakteristik frekuensi tinggi papan cetak.

3. ε papan dicetak Teflon

Antara substrat papan sirkuit cetak, PTFE mempunyai konstan dielektrik tertinggi ε, biasanya hanya 2.6~2.7, sementara konstan dielektrik FR4 ε substrat resin epoksi kain kaca umum adalah 4.6~ 5.0, oleh itu, kelajuan pemindahan isyarat papan cetak Teflon jauh lebih cepat daripada FR4 (kira-kira 40%). Faktor kehilangan pertengahan papan Teflon adalah 0.002, yang 10 kali lebih rendah daripada 0.02 FR4, dan kehilangan tenaga jauh lebih kecil. Selain itu, PTFE dipanggil "Raja Plastik". Ia mempunyai ciri-ciri insulasi elektrik yang baik, kestabilan kimia dan kestabilan panas (tiada solven yang boleh melelehkannya di bawah 300°C), jadi frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi Transmisi isyarat mesti menggunakan Teflon pertama atau substrat konstan dielektrik rendah lainnya. Saya telah melihat bahawa Polyflon, Rogers, Taconic, Arlon, dan Meclad semua boleh menyediakan substrat dengan konstan dielektrik 2.10, 2.15, 2.17, dan 2.20. Faktor kehilangan dielektrik adalah 0.0005 hingga 0.0009 pada 10GHZ. Performasi bahan vinil PTFE sangat baik, tetapi proses pemprosesannya ke papan cetak adalah sama sekali berbeza dari proses FR4 tradisional. Aspek ini akan dibahas nanti.

Dalam dua tahun terakhir, kami telah menggunakan Rogers RO4000 dan GIL1000 series seperti ε3.38, 3.0, 3.2, 3.8, dll. dalam latihan selain daripada yang memerlukan ε 2.15 dan 2.6.

4. Keperluan asas panel mikrogelombang frekuensi tinggi

1. Warpage: 0.5~0.7% papan selesai biasanya diperlukan.

2. Kerana ia adalah penghantaran isyarat frekuensi radio gelombang mikrofrekuensi tinggi, pengendalian karakteristik konduktor papan cetak selesai diperlukan untuk ketat, dan lebar baris papan PCB biasanya diperlukan untuk ± 0,02mm (yang paling ketat ialah ± 0,015mm). Oleh itu, proses pencetak perlu dikawal dengan ketat, Dan filem yang digunakan untuk pemindahan imej cahaya perlu dikumpensasikan mengikut lebar garis dan tebal foli tembaga.

3. Sirkuit jenis papan sirkuit cetak ini menghantar isyarat denyut elektrik bukan semasa, tetapi frekuensi tinggi. Kesalahan seperti lubang, lubang, dan lubang pinholes pada wayar akan mempengaruhi transmisi, dan mana-mana kesalahan kecil seperti itu tidak dibenarkan. Kadang-kadang, tebal topeng askar juga ketat kawalan, dan topeng askar pada sirkuit terlalu tebal atau terlalu tipis untuk menjadi beberapa mikron.

4. Kejutan panas pada 288 darjah Celsius, 10 saat, 1~3 kali, tiada pemisahan dinding pori berlaku. Untuk papan PTFE, kemampuan basah dalam lubang mesti diselesaikan, dan lubang tembaga tanpa elektro tidak mempunyai lubang, dan lapisan tembaga yang elektroplad dalam lubang boleh menahan kejutan panas. Ini adalah kesulitan untuk membuat papan terbuka Teflon. Satu. Kerana ini, banyak pembuat substrat telah mengembangkan dan menghasilkan ε yang lebih tinggi, dan proses tembaga tanpa elektro adalah sama dengan alternatif FR4 konvensional, RogersRo4003 (ε3.38) dan LGC-046 (ε3.2±0.1) dari Xi ’a 704 Factory. Ia adalah jenis produk ini.

5. Mengapa papan cetak diperlukan untuk mempunyai ε (Dk) rendah?

ε atau Dk, dipanggil konstan dielektrik, adalah nisbah kapasitasi antara elektrod diisi dengan bahan tertentu kepada kapasitasi kapasitator vakum struktur yang sama. Ia biasanya menunjukkan kapasitas bahan tertentu untuk menyimpan tenaga elektrik. Apabila ε besar, kemampuan untuk menyimpan tenaga elektrik adalah besar, dan kelajuan pemindahan isyarat elektrik dalam sirkuit akan menurun. Arah semasa isyarat elektrik melalui papan cetak biasanya positif dan negatif secara alternatif, yang sama dengan proses muat terus menerus dan membuang substrat. Dalam pertukaran, kapasitasi akan mempengaruhi kelajuan penghantaran. Kesan ini lebih penting dalam peranti pemindahan kelajuan tinggi. ε rendah bermakna bahawa kapasitas penyimpanan kecil, dan proses muatan dan muatan adalah cepat, sehingga kelajuan penghantaran juga cepat. Oleh itu, dalam transmisi frekuensi tinggi, konstan dielektrik rendah diperlukan.

Konsep lain ialah kehilangan dielektrik. Di bawah tindakan medan elektrik bertukar, tenaga yang dikonsumsi oleh bahan dielektrik disebabkan panas dipanggil kehilangan dielektrik, yang biasanya diungkapkan oleh faktor kehilangan dielektrik tan δ. ε dan tan δ adalah proporsional, dan litar frekuensi tinggi juga memerlukan kehilangan bawah ε dan dielektrik kecil tanδ, jadi kehilangan tenaga juga kecil.