Definition von high-frequency PCB board

Hochfrequenzplatine bezieht sich auf die spezielle elektromagnetische Frequenzplatine, die in Hochfrequenz (größer als 300 MHz Frequenz oder Wellenlänge ist weniger als 1 Meter) und Mikrowelle (größer als 3 GHz Frequenz oder Wellenlänge ist weniger als 0.1 Meter) im Bereich der PCB, ist auf der Mikrowellenbasis kupferplattiert unter Verwendung eines üblichen Herstellungsverfahrens für starre Leiterplatten eines Teils des Prozesses oder der Verwendung spezieller Verarbeitungsverfahren und der Herstellung von Leiterplatten. Allgemein können Hochfrequenzplatinen als Platinen mit Frequenzen über 1 GHz definiert werden.

With the rapid development of science and technology, more and more equipment design is in the microwave band (> 1GHZ) and even with the millimeter wave field (30GHZ) above the application, which also means that the frequency is higher and higher, the substrate of the circuit board requirements are also higher and higher. Zum Beispiel müssen Substratmaterialien hervorragende elektrische Eigenschaften und eine gute chemische Stabilität aufweisen, wobei die Zunahme der Frequenz des Stromsignals im Substrat sehr gering ist.

Classification of PCB high frequency plate

1, at the end of the ceramic filled thermosetting material

Verarbeitungsmethode:

And epoxy resin/glass woven cloth (FR4) similar processing process, but the plate is more brittle, easy to break, drilling and gong plate drill nozzle and gong knife life is reduced by 20%.

2. PTFE (Polytetrafluorethylen)-Material

Verarbeitungsmethode:

1. Materialöffnung: Schutzfolie muss erhalten bleiben, um Kratzer und Eindrücke zu vermeiden

2. Der Bohrer:

2.1 use a new drill (standard 130), one piece stacked is the best, the presser foot pressure is 40psi

2.2 Aluminiumblech als Deckplatte, dann 1 mm dichte Aminplatte verwenden, PTFE-Platte festziehen

2.3 Blasen Sie den Staub nach dem Bohren mit einer Luftpistole aus dem Loch

2.4 Mit der stabilsten Bohranlage, Bohrparameter (im Prinzip je kleiner das Loch, desto schneller die Bohrgeschwindigkeit, desto geringer die Spänebelastung, desto geringer die Rücklaufquote)

3. Die Lochbearbeitung

Plasmabehandlung oder Natrium-Naphthalin-Aktivierungsbehandlung ist vorteilhaft für die Metallisierung der Poren

4. PTH-Senke Kupfer

4.1 Nach dem Mikroätzen (die Mikroätzrate wurde durch 20 Mikrozoll gesteuert) wird die Platte aus dem Ölentfernungszylinder im PTH-Zug zugeführt

4.2 If necessary, go through the second PTH, just from the forecast? The cylinder began to enter the plate

5. The resistance welding

5.1 Pre-treatment: use acid washing plate instead of mechanical grinding plate

5.2 After pre-treatment, bake plate (90℃, 30min), brush green oil and cure

5.3 Three baking plates: one is 80℃, 100℃ and 150℃ for 30min each (if oil is found on the substrate surface, it can be reworked: wash off the green oil and reactivate it)

6. Gong board

Lay the white paper on the PTFE board circuit surface, and clamp it with fr-4 base plate or phenolic base plate with a thickness of 1.0mm and copper removal: As shown in the figure:

Was sind die PCB-Hochfrequenzplatinen? PCB-Hochfrequenzplattenklassifizierung

Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Blattmaterial

Bei der Auswahl des Substrats für Leiterplatten für Hochfrequenzschaltungen sollten die Variationseigenschaften des Materials DK bei verschiedenen Frequenzen besonders berücksichtigt werden. For the requirements of signal high-speed transmission or characteristic impedance control, DF and its performance under the conditions of frequency, temperature and humidity are mainly investigated.

Under the condition of frequency variation, the DK and DF values of general substrate materials change greatly. Besonders im Frequenzbereich von L MHz bis L GHz ändern sich deren DK- und DF-Werte deutlicher. For example, the GENERAL epoxy – glass fiber substrate material (general FR-4) has a DK value of 4.7 at lMHz and a DK value of 4.19 at lGHz. Oberhalb von XNUMXGHz ändert sich sein DK-Wert sanft. For example, under l0GHz, the DK value of FR-4 is 4.15. For substrate materials with high speed and high frequency characteristics, the DK value changes slightly. From lMHz to lGHz, the DK value mostly stays within 0.02 range. The DK value tends to decrease slightly at different frequencies from low to high.

Der dielektrische Verlustfaktor (DF) des allgemeinen Substratmaterials ist aufgrund des Einflusses der Frequenzvariation (insbesondere im Hochfrequenzbereich) größer als der von DK. Daher sollten wir uns bei der Bewertung der Hochfrequenzeigenschaften eines Substratmaterials auf die Änderung seines DF-Werts konzentrieren. Die Substratmaterialien mit Hochgeschwindigkeits- und Hochfrequenzeigenschaften unterscheiden sich offensichtlich von den allgemeinen Substratmaterialien hinsichtlich der Variationseigenschaften bei hoher Frequenz. Einer ist, dass sich sein (DF)-Wert mit der Änderung der Frequenz sehr wenig ändert. Das andere ist dem allgemeinen Substratmaterial in der Variationsbreite ähnlich, aber sein eigener (DF)-Wert ist niedriger.

How to choose high frequency high speed plate

Die Auswahl der Leiterplatten muss den Designanforderungen, der Massenproduktion und den Kosten des Gleichgewichts entsprechen. In short, the design requirements consist of two components: electrical and structural reliability. This is usually important when designing very high speed PCB boards (frequencies greater than GHz). For example, the fr-4 material commonly used today may not be applicable due to its large Df (Dielectricloss) at several GHz frequencies.

Was sind die PCB-Hochfrequenzplatinen? PCB-Hochfrequenzplattenklassifizierung

For example, a 10Gb/S high-speed digital signal is a square wave, which can be regarded as a superposition of sinusoidal signals of different frequencies. Therefore, 10Gb/S contains many different frequency signals: 5Ghz fundamental signal, 3 order 15GHz, 5 order 25GHz, 7 order 35GHz signal, etc. Die Integrität des digitalen Signals und die Steilheit der oberen und unteren Flanken sind die gleichen wie die verlustarme und verzerrungsarme Übertragung von HF-Mikrowellen (der hochfrequente harmonische Teil des digitalen Signals erreicht das Mikrowellenband). Therefore, in many respects, the PCB material selection of high-speed digital circuits is similar to the requirements of RF microwave circuits.

Was sind die PCB-Hochfrequenzplatinen? PCB-Hochfrequenzplattenklassifizierung

In practical engineering operations, the selection of high-frequency plates seems simple, but there are still many factors to be considered. Through the introduction of this paper, AS a PCB design engineer or a high-speed project leader, I have a certain understanding of the characteristics and selection of plates. Verstehen Sie elektrische Eigenschaften, thermische Eigenschaften, Zuverlässigkeit usw. And rational use of stacking, design a piece of high reliability, good processing products, various factors to consider the best.

Im Folgenden werden die wichtigsten Faktoren vorgestellt, die bei der Auswahl der geeigneten Platte zu berücksichtigen sind:

1, Herstellbarkeit:

Wie mehrfache Pressleistung, Temperaturleistung, CAF/Hitzebeständigkeit und mechanische Zähigkeit (Viskosität) (gute Zuverlässigkeit), Feuerbewertung;

2, with the product matching performance (electrical, performance stability, etc.) :

Geringer Verlust, stabile Dk/Df-Parameter, geringe Streuung, kleiner Änderungskoeffizient mit Frequenz und Umgebung, geringe Toleranz der Materialdicke und des Gummianteils (gute Impedanzkontrolle), wenn der Draht lang ist, Kupferfolie mit geringer Rauhigkeit in Betracht ziehen. In addition, simulation is needed in the early stage of high-speed circuit design, and simulation results are the reference standard for design. „Xingsen Technology – Agilent (high speed/RADIO frequency) Joint Laboratory“ löste das Leistungsproblem von inkonsistenten Simulationsergebnissen und Tests und führte eine große Anzahl von Simulationen und tatsächlichen Tests mit geschlossenem Regelkreis durch eine einzigartige Methode durch, um die Konsistenz von Simulation und Messung.

Was sind die PCB-Hochfrequenzplatinen? PCB-Hochfrequenzplattenklassifizierung

3. Rechtzeitige Materialverfügbarkeit:

Viele Hochfrequenz-Plattenbeschaffungszyklus ist sehr lang, sogar 2-3 Monate; In addition to the conventional high frequency plate RO4350 has inventory, many high frequency plates need to be provided by customers. Therefore, high frequency plate and manufacturers need to communicate well in advance, as soon as possible;

4. Kostenfaktoren:

Depending on the price sensitivity of the product, whether it is a consumer product, or a telecommunications, medical, industrial, military application;

5. Applicability of laws and regulations, etc.

Um mit den Umweltvorschriften verschiedener Länder kompatibel zu sein und die Anforderungen von RoHS und Halogenfreiheit zu erfüllen.

Among the above factors, the running speed of high-speed digital circuit is the main factor to consider in PCB selection. The higher the circuit speed, the smaller the selected PCBDf value should be. Die Platine mit mittlerem und geringem Verlust ist für digitale 10Gb/S-Schaltungen geeignet; The plate with lower loss is suitable for 25Gb/s digital circuit; Panels mit extrem geringem Verlust können schnellere digitale Hochgeschwindigkeitsschaltungen mit Raten von 50 Gb/s oder höher aufnehmen.

From the material Df:

Df zwischen 0.01 ~ 0.005 Platine geeignet für die Obergrenze von 10 Gb/S Digitalschaltung;

Df zwischen 0.005 ~ 0.003 Platine geeignet für die Obergrenze von 25 Gb/S Digitalschaltung;

Circuit boards with Df not more than 0.0015 are suitable for 50Gb/S or higher speed digital circuits.

Commonly used high-speed plates are:

1), Rogers: RO4003, RO3003, RO4350, RO5880, etc

2), Taiyao TUC:Tuc862, 872SLK, 883, 933, etc

3), Panasonic: Megtron4, Megtron6, etc

4), Isola: FR408HR, IS620, IS680 usw

5) Nelco: N4000-13, N4000-13EPSI, etc

6), Dongguan Shengyi, Taizhou Wangling, Taixing Mikrowelle usw