У врхунским{0}}електронским уређајима као што су 5Г комуникација, радар милиметарског таласа за аутономну вожњу и-прекидачи велике брзине у центрима података са вештачком интелигенцијом, високофреквентне велике-штампане плоче већ су постале основни носач који одређује стабилност преноса сигнала система. За разлику од обичнихфр4 штампане плочекоји испуњавају само основне захтеве за повезивање кола, избор материјала одвисоке фреквенцијеи -брзине штампане плоче директно одређују контролу губитака, тачност импедансе и дугорочну-поузданост сигнала у фреквенцијском опсегу ГХз. Данас ћемо систематски рашчланити кључну логику високофреквентног и-брзиног одабира ПЦБ материјала од основних индикатора, главног избора производа до типичних сценарија примене.
6 основних индикатора за високофреквентни и-брзи избор ПЦБ материјала
Многи инжењери имају тенденцију да падну у заблуду да "гледају само бренд, а не параметре" када бирају материјале. У ствари, следећих шест индикатора су кључни критеријуми за одређивање компатибилности одбора:
1. Диелектрична константа (Дк) и стабилност: Ово је најосновнији параметар језгра високофреквентног лима, који захтева ниску вредност Дк и минималне флуктуације са температуром и фреквенцијом. У сценаријима високе фреквенције, толеранцију Дк треба контролисати унутар ± 0,1 да би се избегло неконтролисано одступање брзине преноса сигнала. На пример, Дк оф Рогерс РО4350Б плоча се стабилно контролише на 3,48, са флуктуацијама мањим од ± 2% у широком температурном опсегу од -50 степени до 150 степени, у потпуности испуњавајући оштре еколошке захтеве радара возила.
2. Фактор диелектричног губитка (Дф): Он директно одређује губитак енергије сигнала током преноса. У сценаријима високе фреквенције изнад 10 ГХз, вредност Дф треба да се контролише испод 0,005 да би се избегао проблем прекомерног слабљења амплитуде и недовољног односа сигнала-на-шума високофреквентних сигнала након-ожичења на велике удаљености. Дф обичне ФР-4 плоче је обично изнад 0,02, што је потпуно неприкладно за брзи пренос СерДес сигнала изнад 25 Гбпс.
3. Поклапање коефицијента термичког ширења (ЦТЕ): Високофреквентне -брзе штампане плоче често долазе са више-слојним дебелим бакарним дизајном, а коефицијент термичког ширења плоче З- треба да одговара ЦТЕ карактеристикама бакарне фолије. У супротном, проблеми квара као што су лом метализованих рупа и неусклађеност међуслојних слојева су склони да се појаве током вишеструких процеса лемљења повратним током. Висококвалитетне високофреквентне плоче ће бити модификоване технологијом керамичког пуњења како би се контролисао ЦТЕ З-осе у оквиру 30ппм/степен, што ће значајно побољшати дугорочну-поузданост вишеслојних-плоча.
4. Храпавост бакарне фолије: У високофреквентном преносу сигнала, ефекат коже ће узроковати концентрисање струје на веома танак слој на површини бакарне фолије. Прекомерна храпавост бакарне фолије ће значајно повећати губитак проводника. Висококвалитетне високофреквентне и -брзе штампане плоче користиће нископрофилну бакарну фолију (ХВЛП) за контролу храпавости површине унутар 0,2 μм, што може смањити губитак проводника за више од 30% у фреквенцијском опсегу милиметарских таласа.
5. Стопа апсорпције воде: Након апсорпције воде, униформност диелектричне константе плоче ће се директно променити, што ће резултирати изненадним променама импедансе и повећаним губитком сигнала. У сценаријима високе фреквенције, стопа апсорпције воде плоче мора бити мања од 0,1%. Високофреквентни материјали на бази ПТФЕ раде много боље од обичних супстрата од епоксидне смоле у овом индикатору.
6. Топлотна проводљивост: У сценаријима као што су 5Г РФ појачала и АИ картице за убрзање, локална густина топлотног флукса на високофреквентним и -брзим штампаним плочама је изузетно висока, што захтева коефицијент топлотне проводљивости супстрата од 0,8 В/м · К или већи. Неки сценарији напајања чак захтевају употребу плоча високе топлотне проводљивости са коефицијентом топлотне проводљивости већим од 2В/м · К да би се избегло одступање сигнала узроковано локалним прегревањем.
Плоча са штампаним плочама за паковање велике брзине-микро нано чипа: специјално прилагођена за сценарије интеграције дигиталног сигнала високе фреквенције и оптоелектронских уређаја, ослањајући се на технологију паковања микро нано нивоа да би се постигла изузетно висока тачност међусобне везе, одлично обављање-преноса сигнала велике брзине 100Г и оптичких модула који рефлектују оптичке модуле између оптичких модула и рефлектују оптичке модуле у међусобном повезивању и штампаних плоча.
Плоча од 14 слојева бакреног намотаја дебљине 4 оз: развијена за сценарије бежичног пуњења и РФ модула велике{2}}модуле у новим енергетским возилима, користећи дебелу бакарну високофреквентну подлогу у комбинацији са технологијом мешовитог притиска за ношење велике струје уз обезбеђивање преноса високо-сигнала високе фреквенције са малим губицима, решавање болне тачке у индустрији} и тешког баланса високе струје{4} између високе струје{4}.
Рогерс вишеслојна плоча са мешовитим притиском: Међуслојним мешањем високофреквентних материјала као што је РО4350Б са обичним фр4 материјалима, високофреквентне подлоге са малим губицима-користе се у слоју кључног сигнала, а висока топлотна проводљивост фр4 се користи у слојевима напајања и уземљења. Ово значајно смањује укупне трошкове плоче уз обезбеђивање високих{5}}перформанси фреквенције и тренутно је главно решење за избор РФ плоча за 5Г макро базне станице.
Логика избора за типичне области примене
Избор високофреквентних и{0}}брзинских штампаних материјала у различитим индустријама има потпуно различите фокусе, а што је боље перформансе плоче, то је она прикладнија
У области 5Г комуникације, Рогерс РО4000 серија керамичких плоча за пуњење су пожељне за антене базних станица и РФ предње{2}}модуле ради балансирања диелектричне стабилности и компатибилности обраде; 200Г/400Г брза-задња плоча прекидача у центру података ће користити супстрате велике брзине-изузетно ниске Дф, као што је Панасониц Мегтрон 7, са фокусом на контролу губитка преноса серијских сигнала изнад 25Гбпс.
У области аутомобилске електронике: радар са милиметарским таласима од 77 ГХз мора да користи високофреквентне плоче са температурним коефицијентом диелектричне константе мањим од 50ппм/степен како би се осигурало да опсег детекције радара не флуктуира значајно у оквиру пуног температурног опсега возила од -40 степени до 85 степени; Штампана плоча брзог гејтвеја који се монтира на аутомобил ће користити модификовану високофреквентну фр4 плочу, која балансира цену и интегритет сигнала, док испуњава захтеве за поузданост ИАТФ16949 стандарда за аутомобиле.
У областима ваздухопловства и одбране, високофреквентне штампане плоче са ПТФЕ супстратом су пожељније за опрему за сателитску комуникацију, ометаче радара и друге сценарије. Они одржавају стабилне диелектричне перформансе у екстремним просторним окружењима и отпорне су на јаке вибрације кроз посебне процесе међуслојног ојачања.
У области медицинских и инструмената за тестирање, високофреквентне штампане плоче за МРИ РФ калемове, анализаторе спектра и другу опрему захтевају изузетно високу униформност диелектричне константе. Увезене високе{1}}плоче високе фреквенције се обично бирају да би се избегло одступање резултата теста узроковано неуједначеним локалним параметрима плоче.
фр4 штампане плоче, високофреквентне ПЦБ