Технология PCB - Что такое высокочастотный PCB, его характеристики и материалы

Что такое высокочастотный PCBæ?

Радиочастотные (RF) и микроволновые (MW) схемы можно найти в бесчисленных беспроводных продуктах, от портативных устройств для медицинских и промышленных применений до современных систем связи для базовых станций, радаров и глобального позиционирования. Успех этих высокоскоростных продуктов начинается на этапе проектирования продукта, который выбирает слоистый материал PCB. Работая с командой разработчиков продуктов, Rayming обеспечивает достижение целей проекта в области затрат / производительности, предоставляя информацию о выборе материалов, относительной стоимости и соображениях DfM.

Высокочастотные ПХБ имеют следующие характеристики 1. ДК должен быть достаточно маленьким и стабильным, как правило, чем меньше, тем лучше, высокий ДК может вызвать задержку передачи сигнала. Направление должно быть небольшим, что в основном влияет на качество передачи сигнала, чем меньше измерение, тем меньше потеря сигнала. Коэффициент теплового расширения должен быть, насколько это возможно, таким же, как и у медной фольги, поскольку эта разница может привести к разделению медной фольги при изменениях температуры и холода. Коэффициент всасывания должен быть низким, и во влажной среде высокий коэффициент всасывания влияет на DK и DF. Термостойкость, химическая стойкость, ударная стойкость, отслаивание должны быть хорошими.

Материалы:

Роджерс, Таконик, Изола, Арлон, Сай и другие.

Многоуровневые гибридные высокочастотные PCB - панели требуют использования материалов с ключевыми характеристиками, которые сильно отличаются от традиционных многослойных высокочастотных PCB - панелей. Гибридная пластина может быть комбинацией FR4 и высокочастотных пластин или смесью высокочастотных пластин с различными DK. С технологическими инновациями гибридные структуры становятся все более популярными. Это не только приносит пользу, но и вызовы, с которыми мы сталкиваемся, требуют лучшего понимания. Существует три основные причины использования гибридных панелей: стоимость, повышение надежности и улучшение электрических характеристик. Высокочастотные линейные материалы намного дороже, чем FR4. Иногда комбинированное напряжение FR4 и высокочастотных линий может решить проблему стоимости. Во многих случаях некоторые схемы на ПХБ - панелях со смешанным напряжением требуют высоких электрических характеристик, в то время как другие требуют очень низких. В этом случае FR4 будет использоваться для компонентов, которые не требуют высоких электрических характеристик, в то время как более дорогие высокочастотные материалы будут использоваться для компонентов, которые требуют высоких электрических характеристик. Еще одна причина использования смешанных прессованных многослойных пластин заключается в том, что надежность может быть повышена, когда используемый материал PCB имеет относительно высокое значение CTE. Некоторые высокочастотные материалы PTFE имеют высокие характеристики CTE, что приведет к проблемам с надежностью. Композитный CTE является приемлемым, когда материал с низким CTE FR4 и материал с высоким CTE объединены в многослойные пластины. Цель смешивания некоторых материалов с различными DK - улучшить электрические свойства. В некоторых комбинаторных и фильтрующих приложениях использование смешанного напряжения материала с различными значениями DK поможет улучшить электрические свойства. Смешивание FR4 и высокочастотных материалов становится все более распространенным, поскольку FR4 и большинство высокочастотных линейных материалов редко имеют проблемы с совместимостью. Тем не менее, есть несколько проблем с изготовлением монтажных плат, которые по - прежнему заслуживают внимания. Использование высокочастотных пластин в гибридных структурах давления может привести к значительным перепадам температур в результате специальных процессов. Высокочастотные материалы на основе PTFE создают множество проблем в процессе изготовления цепей, поскольку для подготовки PTH требуется специальное бурение и перфорация. Пластины на основе углеводородных смол легко обрабатываются, с использованием того же процесса производства контура, что и стандартный FR4, и технология также хороша. Смешивание FR4 с высокочастотными пластинами на основе углеводородных смол в основном не имеет проблем с обработкой и изготовлением. Основная проблема - сверление и штамповка. Хотите создать правильный бит? И скорость бурения, опыт проектирования необходим. Репрессия таблеток FR4P является проблемой, поскольку она требует скорости нагрева (скорость нагрева?), которая сильно отличается от скорости нагрева углеводородных высокочастотных материалов. Для более надежного смешивания стоит рассмотреть несколько вариантов. Во - первых, заменить FR4 P - пластину на P - пластину из высокочастотного материала и использовать правильный цикл ламинации. Высокочастотные материалы P - пластины, как правило, не так дороги, как покрытые медным слоем пластины, а связующий слой того же материала более благоприятствует более простому циклу ламинации. Когда нельзя заменить лист FR4P, необходимо последовательно ламинировать: сначала нажмите на лист P FR4, а затем на лист P высокочастотного материала.

Смешанное давление материалов FR4 и PTFE является более сложным, но есть и исключения. Существуют различные типы покрытых ТФУ медных пластин, некоторые из которых легче обрабатывать, чем другие. Даже если керамический наполнитель PTFE имеет меньше проблем с обработкой, чем PTFE, он должен учитывать бурение, PTH, изготовленный посредством гальванического покрытия, и стабильность размера. Самая большая проблема с бурением PTH заключается в том, что материал PTFE относительно мягкий, а FR4 относительно жесткий. При бурении скважин PTH и буровых инструментов в отверстиях имеются мягкие материалы, протянувшиеся к стенкам отверстий PTH. Это может привести к серьезным проблемам с надежностью. Как правило, скорость бурения и долота должны определяться опытным инженером, а срок службы долота также заслуживает изучения. Во многих случаях дефекты перегородки не появляются на ранних стадиях использования долота, поэтому более глубокое понимание срока службы долота важно для уменьшения таких проблем. Подготовка ПТ должна быть ориентирована на два типа материалов на более позднем этапе процесса бурения. Плазменный цикл может потребовать двух различных циклов или одного цикла, но требует нескольких этапов. В первом плазменном цикле следует сначала обработать материал FR4, а затем материал PTFE во втором цикле. Как правило, во время плазменной обработки FR4 использует газ CF4 - N2 - O2, а PTFE использует газ He или N2H. Для материала PTFE, чтобы улучшить смачиваемость перфорированных стенок, лучше использовать гелий (He) гелий. Если вы хотите использовать мокрую обработку при приготовлении полифторэтилена, сначала обработайте перманганат FR4, а затем натриевый нафталин полифторэтилена. При смешанном давлении FR4 и PTFE неизбежно возникнет проблема стабильности размеров или накипи. Минимизируя механическое давление, воздействующее на материал PTFE, можно уменьшить возникновение проблем. Рекомендуется стирать панели и коммерческую технику. Для следующего этапа подготовки медной фольги химическая очистка является лучшим способом. Чем толще пластина с медным покрытием PTFE, тем меньше проблема стабильности размера. Аналогичным образом, фундамент PTFE, усиленный стекловолокном, будет более стабильным с точки зрения размера. В целом, при производстве ПХБ смешанного давления из материалов FR4 и высокочастотных схем проблем с совместимостью практически нет. Но некоторые опасения по поводу изготовления платы все еще заслуживают внимания. Для лучшего эффекта, когда необходимо смешивать и прессовать многослойные пластины, рекомендуется, чтобы производители пластин общались, общались и обсуждали с производителями высокочастотных ПХБ.