Teknik PCB - Apa yang Panasonic M6 High Speed PCB High Frequency PCB? Bagaimana untuk memilih?

Definisi papan frekuensi tinggi PCB

PCB frekuensi tinggi merujuk kepada papan sirkuit istimewa 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). Ia adalah papan sirkuit yang dihasilkan dengan menggunakan beberapa proses kaedah penghasilan papan sirkuit ketat biasa atau kaedah rawatan istimewa pada laminat tebal substrat mikrogelombang. Secara umum, PCB frekuensi tinggi boleh ditakrif sebagai papan sirkuit dengan frekuensi di atas 1GHz.

Dengan pembangunan cepat sains dan teknologi, semakin banyak peralatan dirancang untuk aplikasi di atas band frekuensi gelombang mikro (> 1GHz) dan bahkan medan gelombang milimeter (77GHz) (seperti kenderaan populer yang diletak antena gelombang 77GHz), 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 baik. Dengan meningkat frekuensi isyarat kuasa, kerugian pada substrat sangat kecil, jadi kepentingan papan frekuensi tinggi dinaikkan.

Klasifikasi papan frekuensi tinggi PCB:

01. Mengikut bahan

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

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

02. Perbezaan antara flex dan produk yang ketat

a. PCB ketat

b. PCB Fleksible

c. PCB Flex Rigid

03. Dibahagi oleh struktur

a. Papan sirkuit sisi tunggal

b. Papan sirkuit dua sisi

c. Papan sirkuit berbilang lapisan

04. Dengan tujuan

a. Komunikasi

b. Elektronik yang boleh digunakan

c. Tentera

d. Komputer

e. Papan ujian Semiconductor

Papan kelajuan tinggi umum (pembuat)

01. Rogers

Rogers ro4003, ro3003, ro4350, ro5880, dll.

Seri Ro3000: Material sirkuit PTFE berdasarkan penuh keramik, dengan model laminat frekuensi tinggi ro3003, ro3006, ro3010 dan ro3035.

Rt6000 series: Berdasarkan bahan sirkuit PTFE penuh keramik, ia direka untuk sirkuit elektronik dan sirkuit mikrogelombang yang memerlukan konstan dielektrik tinggi. Model adalah: rt6006, konstan dielektrik 6.15, rt6010, konstan dielektrik 10.2

Seri TMM: Bahan komposit berdasarkan keramik, hidrokarbon dan polimer termoset, model: tmm3, tmm4, tmm6, tmm10, tmm10i dan tmm13i. tunggu

02. Taikangli

Serye TLX Taconic, serye tly, dll.

03. Panasonic

Megtron4, megtron6, dll.

04, Isola

Fr408hr, is620, is680, dll

05. Dengan tujuan

Fr408hr, is620, is680, dll

06, Nelco

N4000-13, n4000-13epsi, dll

07. Taiyao TUC

Tuc862, 872slk, 883, 933, dll

Dongguan Shengyi, Taizhou Wangling, Taixing microwave, Changzhou Zhongying, dll.

Sudah tentu, ada banyak lagi plat frekuensi tinggi yang tidak terdaftar satu demi satu. Di antara mereka, Arlon (yang telah diperoleh oleh Rogers dan juga sebuah kilang papan microwave RF brand lama)

Penunjuk penting untuk memilih frekuensi tinggi dan bahan PCB kelajuan tinggi

Apabila memilih substrat yang digunakan untuk PCB papan sirkuit frekuensi tinggi, ciri-ciri variasi bahan DK pada frekuensi berbeza patut diseliti secara khusus. Untuk keperluan yang fokus pada penghantaran isyarat kelajuan tinggi atau kawalan pengendalian karakteristik, fokus pada DF dan prestasinya dalam syarat frekuensi, suhu dan kelembapan.

Dalam keadaan perubahan frekuensi, bahan-bahan substrat umum menunjukkan undang-undang bahawa nilai DK dan DF berubah sangat. Terutama dalam julat frekuensi dari L MHz hingga l GHz, nilai DK dan DF mereka berubah lebih jelas. Contohnya, nilai DK bagi bahan substrat berasaskan telur kaca epoksi umum (umum FR-4) adalah 4.7 pada frekuensi lmhz, sementara nilai DK berubah ke 4.19 pada frekuensi lghz. Selama lghz, kecenderungan perubahan nilai DK adalah lembut. Tenderasi perubahan ialah ia menurun dengan meningkat frekuensi (tetapi julat perubahan kecil). Contohnya, pada l0ghz, nilai DK FR-4 adalah umumnya 4.15. Untuk bahan substrat dengan kelajuan tinggi dan karakteristik frekuensi tinggi, nilai DK berubah kurang bila frekuensi berubah. Pada frekuensi perubahan dari lmhz ke lghz, DK tetap dalam julat 0.02. Nilai DK cenderung untuk menurun sedikit pada frekuensi yang berbeza dari rendah ke tinggi.

Faktor kehilangan dielektrik (DF) bahan substrat umum berubah lebih daripada DK dibawah pengaruh variasi frekuensi (terutama dalam julat frekuensi tinggi). Hukum variasi cenderung untuk meningkat. Oleh itu, apabila menilai karakteristik frekuensi tinggi bahan substrat, fokus penyelidikan adalah variasi nilai DF. Untuk bahan substrat dengan kelajuan tinggi dan karakteristik frekuensi tinggi, terdapat dua jenis yang jelas berbeza bahan substrat umum dalam terma karakteristik variasi pada frekuensi tinggi: satu ialah nilainya (DF) berubah sangat sedikit dengan perubahan frekuensi. Yang lain ialah walaupun julat variasi sama dengan julat bahan-bahan substrat umum, nilainya (DF) rendah.

Bagaimana untuk memilih frekuensi tinggi dan papan kelajuan tinggi?

Apabila memilih papan PCB, kita mesti mendapat keseimbangan antara memenuhi keperluan desain, produksi mass a dan kos. Secara singkat, keperluan desain termasuk kepercayaan listrik dan struktur. Masalah ini biasanya lebih penting bila merancang papan PCB kelajuan tinggi (frekuensi lebih besar daripada GHz). Contohnya, bahan FR-4 yang biasanya digunakan mungkin mempunyai kehilangan dielektrik besar DF (kehilangan dielektrik) pada beberapa frekuensi GHz, yang mungkin tidak berlaku.

Kehilangan papan berbeza dB / in

Contohnya, isyarat digital kelajuan tinggi 10Gb / s adalah gelombang kuasa dua, yang boleh dianggap sebagai superposisi isyarat gelombang sinus dengan frekuensi yang berbeza. Oleh itu, 10Gb / s mengandungi isyarat frekuensi yang berbeza: isyarat asas 5GHz, perintah ketiga 15GHz, perintah ke-5 25ghz, perintah ke-7 35GHz isyarat, dll. - Menjaga integriti isyarat digital dan keseluruhan pinggir atas dan bawah sama dengan perdagangan kerugian rendah dan kerosakan rendah mikrogelombang RF (bahagian harmonik frekuensi tinggi isyarat digital mencapai band frekuensi mikrogelombang). Oleh itu, dalam banyak aspek, pemilihan bahan bagi litar digital kelajuan tinggi PCB adalah sama dengan litar microwave RF.

Karakteristik domain masa / frekuensi 10Gb / s kelajuan tinggi - isyarat PCB

Dalam operasi teknik sebenar, pemilihan plat frekuensi tinggi kelihatan mudah, tetapi masih ada banyak faktor yang perlu dianggap. Melalui perkenalan kertas ini, sebagai jurutera rancangan PCB atau pemimpin projek kelajuan tinggi, saya mempunyai pemahaman tertentu tentang ciri-ciri dan pemilihan piring. Memahami prestasi elektrik, prestasi panas, kepercayaan, dll. Dan tumpukan digunakan secara rasional untuk merancang produk dengan kepercayaan tinggi dan prosesibilitas yang baik, dan pertimbangan pelbagai faktor adalah optimum.

Pertimbangan utama untuk memilih plat yang sesuai

01 boleh dihasilkan

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

02 pelbagai prestasi yang sepadan dengan produk

Kehilangan rendah, parameter Dk / DF stabil, pembersihan rendah, koeficien variasi kecil dengan frekuensi dan persekitaran, toleransi kecil terhadap tebal bahan dan kandungan lem (kawalan impedance yang baik). Jika perjalanan panjang, pertimbangkan foil tembaga kasar rendah. Di sisi lain, simulasi diperlukan pada tahap awal desain sirkuit kelajuan tinggi, dan keputusan simulasi adalah piawai rujukan desain "XINGSEN technology Agilent (high speed / RF) joint laboratory" telah menyelesaikan masalah prestasi keputusan simulasi dan ujian yang tidak konsisten. Ia telah melakukan banyak pengesahan loop tertutup simulasi dan ujian sebenar, dan boleh mencapai konsistensi antara simulasi dan pengukuran sebenar melalui kaedah unik.

Perbandingan kehilangan diukur diantara 7.3 mil ro4350 piawai dan foil tembaga kelabuan rendah

03 kemampuan bahan

Ciklus pembelian banyak plat frekuensi tinggi sangat panjang, walaupun 2-3 bulan; Selain papan frekuensi tinggi konvensional ro4350, banyak plat frekuensi tinggi perlu disediakan oleh pelanggan. Oleh itu, plat frekuensi tinggi perlu berkomunikasi dengan pembuat secara awal dan menyediakan bahan secepat mungkin.

Faktor kos 04

Ia bergantung pada sensitiviti harga produk, sama ada ia produk konsumen atau aplikasi dalam komunikasi, rawatan perubatan, industri dan industri tentera.

05 kemudahan undang-undang dan peraturan, dll.

Ia akan disertai dengan peraturan perlindungan persekitaran negara-negara yang berbeza untuk memenuhi keperluan RoHS dan bebas halogen.

Dari bahan DF:

DF diantara 0.01 ~ 0.005, dan papan sirkuit sesuai untuk sirkuit digital dengan had atas 10Gb / S;

DF diantara 0.005 ~ 0.003, dan papan sirkuit sesuai untuk sirkuit digital dengan had atas 25gb/S;

Papan litar dengan DF tidak lebih dari 0.0015 adalah sesuai untuk 50GB / s atau bahkan litar digital kelajuan lebih tinggi.

PCB frekuensi tinggi kelajuan tinggi PCB

diantara faktor di atas, kelajuan berjalan sirkuit digital kelajuan tinggi adalah faktor utama yang dianggap dalam pemilihan PCB. Lebih tinggi kelajuan sirkuit, lebih kecil nilai PCBdf yang dipilih sepatutnya. Papan sirkuit dengan kehilangan tengah dan rendah akan sesuai untuk sirkuit digital 10Gb / s; Papan dengan kehilangan yang lebih rendah sesuai untuk sirkuit digital 25gb / s; Plat dengan kehilangan ultra-rendah akan menyesuaikan dengan litar digital kelajuan tinggi yang lebih cepat PCB, dan kelajuan mereka boleh menjadi 50GB / s atau lebih tinggi.

Tertib di atas menyatakan bagaimana untuk memilih PCB frekuensi tinggi kelajuan tinggi dan pertimbangan desain, dan aplikasi praktik patut dianalisis mengikut kes tertentu.