Teknik PCB - Apa bahan papan frekuensi tinggi PCB asas?

Beberapa hari yang lalu, seorang pelajar lulus mengambil FR4 memproses "menerima antena" untuk mengukur indeks 77GHz. Apabila memproses dan menguji papan PCB frekuensi tinggi dan menerima antena, sentiasa ada saintis yang baru saja mula belajar. Hasil akhir produk tidak memuaskan kerana PCB frekuensi tinggi yang salah. Hari ini, saya akan bercakap mengenainya. Apa bahan papan frekuensi tinggi PCB? Bagaimana untuk memilih!

Definisi papan frekuensi tinggi PCB:

papan frekuensi tinggi adalah jenis papan sirkuit khas dengan frekuensi elektromagnetik tinggi, yang digunakan dalam medan frekuensi tinggi (frekuensi lebih dari 300MHz atau panjang gelombang kurang dari 1m) dan mikrogelombang (frekuensi lebih dari 3GHz atau panjang gelombang kurang dari 0.1M), - Adakah ia proses setempat menggunakan kaedah penghasilan papan sirkuit ketat biasa pada laminat baker substrat microwave atau papan sirkuit yang dihasilkan dengan menggunakan kaedah rawatan khas apabila ia dianggap sesuai. Secara umum, papan frekuensi tinggi boleh ditakrif sebagai papan sirkuit dengan frekuensi di atas 1GHz. Dengan pembangunan cepat sains dan teknologi, semakin banyak fasilitas dirancang untuk digunakan dalam band gelombang mikro (> 1GHz) atau bahkan dalam medan gelombang milimeter (77GHz) atau di atas (contohnya, gelombang 77GHz yang populer menerima antena dalam kenderaan sekarang), yang juga bermakna frekuensi adalah lebih tinggi dan lebih tinggi, Dan keperluan untuk substrat papan sirkuit semakin tinggi. Contohnya, bahan substrat perlu mempunyai sifat elektrik yang baik dan stabil kimia yang memuaskan. Dengan meningkat frekuensi isyarat kuasa, kehilangan pada substrat sangat kecil, jadi ketat plat frekuensi tinggi dinaikkan.

Klasifikasi helaian frekuensi tinggi PCB:

A. Mengikut bahan:

a. Bahan organik: resin semulajadi fenol, serat kaca / resin semulajadi epoksi, poliimid, metamorfosis / epoksi, dll.

b. Bahan yang tidak organik: aluminum, tembaga penerbangan tembaga, keramik, dll. Ia mengambil fungsi penyebaran panas

B. Dengan membezakan antara produk keras dan lembut:

a. PCB ketat,

b. PCB Flexible, Rigid-Flex PCB

C. Mengikut struktur:

a. Panel tunggal

b. panel ganda

c. panel berbilang

D. Menurut penggunaan:

a.Komunikasi

b.elektronik konsumen

c.tentera

d.computer

e.semikonduktor

f. papan ukuran elektrik

Logam lembaran kelajuan tinggi yang biasa digunakan (penghasil) adalah --- penyediaan yang sangat disambut lebih

Serye Rogers:RO4003, RO3003, RO4350, RO5880,dll

Seri Ro3000 : Material sirkuit PTFE berdasarkan suplimen keramik, model adalah: ro3003, ro3006, ro3010, ro3035 laminat frekuensi tinggi

RT6006 series : Berdasarkan bahan sirkuit PTFE yang ditambah oleh keramik porselen, ia ditetapkan untuk sirkuit elektronik dan sirkuit mikrogelombang dengan konstan dielektrik tinggi. Model adalah / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

TMM series : Berdasarkan keramik, hidrid karbon, komposit polimer termoset, model: tmm3, tmm4, tmm6, tmm10i, tmm13i, dan sebagainya.

Serye taktonik : Serye TLX, Serye TLY, dll.

Serye Panasonic : Megtron4, Megtron6, dll.

Seri isola:FR408HR, IS620, IS680, dll.

Nelco:N4000-13, N4000-13EPSI, dll

Seri TUC: Tuc862, 872SLK, 883, 933, dll.

Dongguan Shengyi, Taizhou Wangling, Taixing microwave, Changzhou Zhongying dan sebagainya.

Apabila memilih substrat untuk PCB yang digunakan dalam sirkuit frekuensi tinggi, kita perlu memberi perhatian istimewa kepada ciri-ciri khas bahan DK di bawah frekuensi yang berbeza. Untuk keperluan penghantaran isyarat kelajuan tinggi atau kawalan pengendalian ciri-ciri istimewa, DF dan prestasinya dalam syarat frekuensi, suhu dan kelembapan terutamanya diseliti. Dalam keadaan variasi frekuensi, corak biasa variasi nilai DK dan DF diekspresikan. Terutama dalam julat frekuensi 1 MHz hingga 1 GHz, nilai DK dan DF mereka berubah secara permukaan. Contohnya, nilai DK FR-4 biasa adalah 4.7 pada lmhz dan 4.19 pada lghz. Di atas 1 GHz, variasi DK cenderung menjadi lembut. Contohnya, pada 10 GHz, nilai DK FR-4 umum adalah 4.15. Untuk bahan substrat dengan kelajuan tinggi dan frekuensi tinggi, nilai DK sedikit berubah bila frekuensi berubah. Pada frekuensi dari 1 MHz ke 1 GHz, nilai DK berubah dalam julat 0.02. Nilai DK cenderung untuk menurun sedikit pada frekuensi berbeza dari rendah ke tinggi. Faktor cacat tengah (DF) bahan substrat biasa dipengaruhi oleh variasi frekuensi (terutama dalam julat frekuensi tinggi), dan variasi DF lebih besar daripada yang DK. Hukum variasi cenderung untuk meningkat. Kerana ini, apabila bahan substrat mempunyai frekuensi tinggi dan ciri-ciri istimewa, fokus penyelidikan adalah variasi nilai DF. Terdapat dua jenis bahan substrat dengan ciri-ciri khas kelajuan tinggi dan frekuensi tinggi, yang mempunyai ciri-ciri permukaan berbeza pada frekuensi tinggi. Satu ialah dengan perubahan frekuensi, nilainya (DF) berubah sangat sedikit. Yang lain sama dengan bahan substrat biasa dalam julat variasi, tetapi nilai DF adalah lebih rendah. Pemilihan papan PCB mesti dalam kepuasan keperluan preset, produksi massa, setengah kos untuk mendapatkan titik keseimbangan. Secara singkat, anggapan perlu termasuk kepercayaan listrik dan struktur. Secara umum, bila kunci PCB kelajuan tinggi ditetapkan (frekuensi lebih besar daripada GHz), masalah logam lembar akan berkaitan lebih dekat. Contohnya, bahan FR-4, yang biasanya digunakan hari ini, mempunyai DF yang sangat besar (kehilangan dielektrik) pada frekuensi beberapa GHz, dan mungkin tidak sesuai untuk digunakan.

Kehilangan plat frekuensi tinggi berbeza

Contohnya, isyarat digital kelajuan tinggi 10Gb / s adalah gelombang kuasa dua, yang boleh dianggap sebagai superposisi isyarat gelombang sinus dengan frekuensi yang berbeza. Kerana 10Gb/s ini mengandungi isyarat frekuensi yang berbeza: isyarat asas 5GHz, perintah ketiga 15GHz, perintah ke-5 25ghz, perintah ke-7 isyarat 35GHz, dll. - Menjaga integriti isyarat digital dan keseluruhan pinggir atas dan bawah adalah sama dengan kerugian rendah dan penyelesaian rendah transmisi mikrogelombang RF (harmonik frekuensi tinggi isyarat digital mencapai band mikrogelombang). Kerana ini, dalam berbagai aspek, bahan PCB sirkuit digital kelajuan tinggi dan sirkuit mikrogelombang RF perlukan lebih kurang sama.

Karakteristik domain isyarat frekuensi tinggi

Dalam operasi teknik sebenar, pemilihan helaian frekuensi tinggi kelihatan mudah, tetapi masih ada terlalu banyak faktor untuk dipikirkan. Selepas perkenalan kertas ini, sebagai jurutera rancangan PCB atau pemimpin projek kelajuan tinggi, saya mempunyai pemahaman tertentu tentang sifat istimewa dan pemilihan lembaran. Memahami ciri-ciri elektrik, ciri-ciri panas dan kepercayaan logam lembaran. Dan penggunaan yang masuk akal untuk meliputi, menetapkan awal produk pemprosesan yang boleh dipercayai, berbagai faktor untuk optimum. Kemudian, kita akan memperkenalkan pemilihan logam lembaran yang sesuai dan mempertimbangkan faktor utama:

1. Kemudahan Penghasilan:

   Contohnya, bagaimana dengan prestasi tekanan berbilang, prestasi suhu, resistensi CAF / panas dan kuat mekanik (kepercayaan yang baik), rating api

2. Semua jenis prestasi (elektrik, kestabilan prestasi, dll.) sepadan dengan produk:

   Kerosakan rendah, parameter Dk / DF stabil, cahaya kromatik pembersihan rendah, koeficien variasi kecil dengan frekuensi dan latar belakang, toleransi kecil terhadap tebal bahan dan kandungan lem (kawalan impedance yang baik). Jika kabel panjang, pertimbangkan masalah foil tembaga yang rendah selesai. Selain itu, simulasi diperlukan dalam tahap terdahulu desain sirkuit kelajuan tinggi, dan keputusan akhir simulasi adalah piawai rujukan desain sains dan teknologi Agilent (kelajuan tinggi / RF) laboratorium kongsi memecahkan masalah yang keputusan akhir simulasi tidak sama dengan yang ujian. Ia telah melakukan sejumlah besar pengesahan loop tutup simulasi dan ujian sebenar. Melalui kaedah unik, ia boleh membuat simulasi dan ujian persis sama.

3. Keadaan bahan secepat mungkin:

   Banyak lembaran logam frekuensi tinggi pembelian dan siklus pembelian sangat panjang, walaupun 2-3 bulan; Selain plat frekuensi tinggi biasa ro4350 mempunyai penyimpanan, banyak plat frekuensi tinggi diperlukan oleh pelanggan. Kerana ini, permintaan plat frekuensi tinggi dan penghasil berkomunikasi dengan baik di hadapan, secepat mungkin untuk bersedia.

4. Faktor kos:

   Dalam terma sensitiviti harga, produk konsumen masih digunakan dalam komunikasi, perubatan, industri dan industri tentera.

5. Penggunaan undang-undang dan peraturan

   
   

   
   

   

Kita patut bersatu dengan undang-undang dan peraturan perlindungan lingkungan negara yang berbeza, dan memenuhi keperluan RoHS dan halogen-bebas. Di antara faktor di atas, kelajuan sirkuit digital kelajuan tinggi adalah faktor utama pemilihan dan pemikiran PCB. Semakin tinggi efisiensi sirkuit, semakin kecil nilai PCBdf patut dipilih. Papan dengan konsumsi kerosakan medium dan rendah akan menyesuaikan kepada sirkuit digital 10gb/s; Papan dengan kerosakan yang lebih rendah adalah sesuai untuk sirkuit digital 25gb/s; Papan kerosakan ultra rendah akan sesuai untuk sirkuit digital kelajuan tinggi yang lebih cepat, dan efisiensinya boleh menjadi 50 gb/s atau lebih tinggi.

Terdahulu mengungkapkan bagaimana untuk memilih helaian frekuensi tinggi logam dan item perhatian praset, dan aplikasi sebenar patut berdasarkan kes tertentu.