Kõrg-elektroonikaseadmetes, nagu 5G-side, autonoomne sõidu millimeeterlaineradar ja tehisintellekti andmekeskuste kiired-lülitid, on kõrgsageduslikud kiired-trükkplaadid juba muutunud põhikandjaks, mis määrab süsteemi signaaliedastuse stabiilsuse. Erinevalt tavalisestfr4 trükkplaadidmis vastavad ainult põhilistele vooluahela ühendusnõuetele, materjali valikulekõrge sagedusegaja kiired{0}}trükkplaadid määravad otseselt signaalide kadude kontrolli, impedantsi täpsuse ja pikaajalise-kindluse GHz sagedusalas. Täna hakkame süstemaatiliselt jaotama kõrgsageduslike ja kiirete trükkplaatide{3}}materjalide valiku põhiloogikat, alustades põhinäitajatest, tavatoodete valikust kuni tüüpiliste rakendusstsenaariumideni.
6 põhiindikaatorit kõrgsageduslike ja{1}}kiirete trükkplaatide materjalide valimiseks
Paljud insenerid kipuvad materjalide valimisel langema eksiarvamusele, et "vaadake ainult kaubamärki, mitte parameetreid". Tegelikult on plaadi ühilduvuse määramisel põhikriteeriumid järgmised kuus näitajat:
1. Dielektriline konstant (Dk) ja stabiilsus: see on kõrgsagedusliku lehtmetalli kõige põhilisem põhiparameeter, mis nõuab madalat Dk väärtust ning minimaalseid temperatuuri ja sageduse kõikumisi. Kõrgsageduslike stsenaariumide korral tuleks Dk tolerantsi reguleerida vahemikus ± 0,1, et vältida signaali edastuskiiruse kontrollimatut hälvet. Näiteks Rogersi RO4350B tahvli Dk on stabiilselt kontrollitud 3,48 juures, kõikumised on alla ± 2% laias temperatuurivahemikus -50 kuni 150 kraadi, mis vastab täielikult sõidukiradari karmidele keskkonnanõuetele.
2. Dielektriline kadudegur (Df): see määrab otseselt signaali energiakadu edastamise ajal. Kõrgsageduslike stsenaariumide korral üle 10 GHz tuleb Df väärtust reguleerida alla 0,005, et vältida liigset amplituudi sumbumist ja kõrgsageduslike signaalide ebapiisavat signaali-/-müra suhet pärast pikka-kaugusjuhtmestikku. Tavalise FR-4 plaadi Df on tavaliselt üle 0,02, mis on üle 25 Gbps kiireks SerDesi signaaliedastuseks täiesti sobimatu.
3. Soojuspaisumise koefitsiendi (CTE) sobitamine: kõrgsageduslikud kiired{1}}trükkplaadid on sageli varustatud mitmekihilise paksuse vasest konstruktsiooniga ja plaadi Z-telje soojuspaisumistegur peab vastama vaskfooliumi CTE omadustele. Vastasel juhul võivad mitme ümbervoolamise jootmisprotsessi käigus tekkida tõrkeprobleemid, nagu metalliseeritud aukude purunemine ja kihtidevaheline joondamine. Kvaliteetseid kõrgsagedusplaate muudetakse keraamilise täitetehnoloogia abil, et juhtida Z-telje CTE vahemikku 30 ppm/kraadi, mis parandab oluliselt-mitmekihiliste plaatide pikaajalist- töökindlust.
4. Vaskfooliumi karedus: Kõrgsagedusliku signaali edastamisel põhjustab nahaefekt voolu koondumise väga õhukesele kihile vaskfooliumi pinnal. Liigne vaskfooliumi karedus suurendab oluliselt juhi kadu. Kõrgekvaliteedilised kõrgsageduslikud ja kiired{3}}trükkplaadid kasutavad madala profiiliga vaskfooliumi (HVLP), et reguleerida pinna karedust 0,2 μm piires, mis võib vähendada juhtmekadu rohkem kui 30% millimeeterlaine sagedusribas.
5. Vee neeldumiskiirus: Pärast vee neeldumist muutub plaadi dielektrilise konstandi ühtlus otseselt, mille tulemuseks on äkilised impedantsi muutused ja signaali kadu. Kõrgsageduslike stsenaariumide korral peab plaadi veeimavus olema väiksem kui 0,1%. PTFE-põhised kõrgsageduslikud materjalid toimivad selles indikaatoris palju paremini kui tavalised epoksüvaigust aluspinnad.
6. Soojusjuhtivus: stsenaariumide puhul, nagu 5G RF-võimendid ja AI-kiirenduskaardid, on kõrgsageduslike ja kiirete trükkplaatide{2}}kohalik soojusvoo tihedus äärmiselt kõrge, mistõttu substraadi soojusjuhtivuse koefitsient on 0,8 W/m · K või rohkem. Mõne toiteallika stsenaariumid nõuavad isegi kõrge soojusjuhtivusega plaatide kasutamist, mille soojusjuhtivuse koefitsient ületab 2 W/m · K, et vältida kohalikust ülekuumenemisest põhjustatud signaali triivi.
Mikro-nanokiibiga suure kiirusega{0}}pakendatud trükkplaadid: spetsiaalselt kohandatud kõrgsageduslike digitaalsete signaalide ja optoelektrooniliste seadmete integreerimise stsenaariumide jaoks, tuginedes ülikõrge ühendustäpsuse saavutamiseks mikro-nanotasemel pakendamistehnoloogiale, toimides suurepäraselt 100 G optiliste moodulite ja trükkplaatide vahelisel kiirel{1}}signaali edastamisel ning optiliste moodulite printimissignaali peegeldamise probleemi lahendamisel.
14-kihiline 4 untsi paksune vaskmähisplaat: välja töötatud uute energiasõidukite juhtmevaba laadimise ja suure{2}}võimsusega RF-moodulite jaoks, kasutades paksu vasest kõrgsageduslikku substraati kombineerituna segasurvetehnoloogiaga, et kanda kõrge voolutugevust, tagades samal ajal kõrge sagedusega signaalide madala kadude edastuse, lahendades tööstusharu probleemi, mis seisneb keerulises tasakaalus kõrge voolutugevuse ja kõrge sagedusega signaalide vahel.
Rogersi segasurvega mitmekihiline plaat: kõrgsageduslike materjalide (nt RO4350B) kihtidevahelisel segamisel tavaliste fr4 materjalidega kasutatakse võtmesignaalikihis madala kadudega kõrgsageduslikke substraate ning suure soojusjuhtivusega fr4 kasutatakse toite- ja maanduskihis. See vähendab oluliselt plaadi üldkulusid, tagades samal ajal kõrge sageduse{5}}jõudluse, ja on praegu 5G makrotugijaama raadiosagedusplaatide peamine valikulahendus.
Valikuloogika tüüpiliste rakendusvaldkondade jaoks
Kõrgsageduslike ja{0}}kiirete trükkplaatide materjalide valikul erinevates tööstusharudes on täiesti erinevad fookused ja mida suurem on plaadi jõudlus, seda sobivam see on.
5G side valdkonnas eelistatakse tugijaama antennide ja RF esiotsa moodulite jaoks Rogersi RO4000 seeria keraamilisi täiteplaate, et tasakaalustada dielektrilist stabiilsust ja töötlemise ühilduvust; Andmekeskuse 200G/400G kiire lüliti tagaplaat kasutab ülimadala Df{6}}kiirusega substraate, nagu Panasonic Megtron 7, keskendudes üle 25Gbps jadasignaalide edastuskadude kontrollimisele.
Autoelektroonika valdkonnas: 77 GHz millimeeterlaineradar peab kasutama kõrgsagedusplaate, mille dielektrilise konstantse temperatuuri koefitsient on alla 50 ppm/kraadi, tagamaks, et radari tuvastusvahemik ei kõiguks oluliselt sõiduki täistemperatuuri vahemikus -40 kraadi kuni 85 kraadi ; Autole paigaldatud kiire lüüsi PCB kasutab modifitseeritud kõrgsageduslikku fr4 plaati, mis tasakaalustab kulusid ja signaali terviklikkust, täites samal ajal IATF16949 autotööstuse standardite töökindluse nõudeid.
Lennundus- ja kaitsevaldkonnas eelistatakse PTFE-substraadiga kõrgsageduslikke trükkplaate satelliitsideseadmete, radari segajate ja muude stsenaariumide jaoks. Need säilitavad stabiilse dielektrilise jõudluse äärmuslikes ruumikeskkondades ja taluvad spetsiaalsete kihtidevahelise tugevdamise protsesside abil tugevaid vibratsioonimõjusid.
Meditsiini- ja testimisinstrumentide valdkonnas nõuavad MRI RF-mähiste, spektrianalüsaatorite ja muude seadmete kõrgsageduslikud trükkplaadid dielektrilise konstandi äärmiselt ühtlast ühtlust. Imporditud kõrg-kõrgsagedusplaadid valitakse tavaliselt selleks, et vältida plaadi ebaühtlastest kohalikest parameetritest põhjustatud katsetulemuste kõrvalekaldeid.
fr4 trükkplaadid, kõrgsageduslik PCB