Définition de high-frequency PCB board

La carte haute fréquence fait référence à la carte de circuit imprimé à fréquence électromagnétique spéciale, utilisée en haute fréquence (fréquence supérieure à 300 MHZ ou longueur d’onde inférieure à 1 mètre) et micro-ondes (fréquence supérieure à 3 GHZ ou longueur d’onde inférieure à 0.1 mètre) dans le domaine de PCB, est sur le revêtement de cuivre à base de micro-ondes en utilisant la méthode de fabrication de circuits imprimés rigides communs d’une partie du processus ou l’utilisation de méthodes de traitement spéciales et la production de circuits imprimés. En général, les cartes haute fréquence peuvent être définies comme des cartes de circuits imprimés avec des fréquences supérieures à 1 GHz.

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. Par exemple, les matériaux de substrat doivent avoir d’excellentes propriétés électriques, une bonne stabilité chimique, avec l’augmentation de la fréquence du signal de puissance dans les exigences de perte de substrat sont très faibles, de sorte que l’importance de la plaque à haute fréquence est mise en évidence.

Classification of PCB high frequency plate

1, at the end of the ceramic filled thermosetting material

Méthode de traitement:

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. Matériau PTFE (polytétrafluoroéthylène)

Méthode de traitement:

1. Ouverture matérielle : le film protecteur doit être conservé pour éviter les rayures et l’indentation

2. La perceuse :

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

2.2 Feuille d’aluminium comme plaque de couverture, puis utilisez une plaque d’amine dense de 1 mm, serrez la plaque de PTFE

2.3 Souffler la poussière du trou avec un pistolet à air après le perçage

2.4 Avec la plate-forme de forage la plus stable, les paramètres de forage (essentiellement, plus le trou est petit, plus le taux de forage est rapide, plus la charge de copeaux est faible, plus le taux de retour est petit)

3. Le traitement des trous

Le traitement plasma ou le traitement d’activation sodium-naphtalène est bénéfique pour la métallisation des pores

4. Évier PTH en cuivre

4.1 Après la micro-gravure (le taux de micro-gravure a été contrôlé par 20 micro-pouces), la plaque est alimentée par le cylindre de retrait d’huile en traction PTH

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:

Quelles sont les cartes haute fréquence PCB? Classification des plaques à haute fréquence PCB

Matériau en feuille à haute fréquence et à grande vitesse

Lors de la sélection du substrat pour PCB pour circuits haute fréquence, une attention particulière doit être accordée aux caractéristiques de variation du matériau DK à différentes fréquences. 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. Surtout dans la gamme de fréquences de L MHz à L GHz, leurs valeurs DK et DF changent de manière plus évidente. 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. Above lGHz, its DK value changes gently. 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.

The dielectric loss factor (DF) of the general substrate material is larger than that of DK due to the influence of frequency variation (especially in the high frequency range). Par conséquent, lors de l’évaluation des caractéristiques haute fréquence d’un matériau de substrat, nous devons nous concentrer sur le changement de sa valeur DF. The substrate materials with high speed and high frequency characteristics are obviously different from the general substrate materials in terms of the variation characteristics at high frequency. One is that with the change of frequency, its (DF) value changes very little. L’autre est similaire au matériau de substrat général dans la plage de variation, mais sa propre valeur (DF) est inférieure.

How to choose high frequency high speed plate

La sélection des cartes de circuits imprimés doit répondre aux exigences de conception, de production de masse et de coût de l’équilibre entre les deux. 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.

Quelles sont les cartes haute fréquence PCB? Classification des plaques à haute fréquence PCB

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. The integrity of the digital signal and the steepness of the upper and lower edges are the same as the low loss and low distortion transmission of rf microwave (the high frequency harmonic part of the digital signal reaches the microwave band). Therefore, in many respects, the PCB material selection of high-speed digital circuits is similar to the requirements of RF microwave circuits.

Quelles sont les cartes haute fréquence PCB? Classification des plaques à haute fréquence PCB

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. Comprendre les propriétés électriques, les propriétés thermiques, la fiabilité, etc. And rational use of stacking, design a piece of high reliability, good processing products, various factors to consider the best.

Ce qui suit présentera les principaux facteurs à prendre en compte dans le choix de la plaque appropriée :

1, fabrication :

Tels que les performances de pressage multiples, les performances de température, la résistance à la chaleur/CAF et la ténacité mécanique (viscosité) (bonne fiabilité), la résistance au feu ;

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

Faible perte, paramètres Dk/Df stables, faible dispersion, faible coefficient de variation avec la fréquence et l’environnement, faible tolérance de l’épaisseur du matériau et de la teneur en caoutchouc (bon contrôle d’impédance), si le fil est long, envisagez une feuille de cuivre à faible rugosité. In addition, simulation is needed in the early stage of high-speed circuit design, and simulation results are the reference standard for design. « Technologie Xingsen – Laboratoire commun Agilent (haute vitesse/fréquence RADIO) » a résolu le problème de performance des résultats de simulation et des tests incohérents, et a effectué un grand nombre de simulations et de vérifications en boucle fermée de tests réels, grâce à une méthode unique pour atteindre la cohérence de simulation et mesure.

Quelles sont les cartes haute fréquence PCB? Classification des plaques à haute fréquence PCB

3. Disponibilité des matériaux en temps opportun :

Many high-frequency plate procurement cycle is very long, even 2-3 months; 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. Facteurs de coût :

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.

Pour être compatible avec les réglementations environnementales de différents pays et répondre aux exigences de RoHS et sans halogène.

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. La plaque de circuit à perte moyenne et faible conviendra au circuit numérique 10 Gb/S ; The plate with lower loss is suitable for 25Gb/s digital circuit; Les panneaux à perte ultra-faible s’adapteront à des circuits numériques plus rapides et à grande vitesse à des débits de 50 Gb/s ou plus.

From the material Df:

Df entre 0.01 ~ 0.005 circuit imprimé adapté à la limite supérieure du circuit numérique 10 Gb/S ;

Df entre 0.005 ~ 0.003 circuit imprimé adapté à la limite supérieure du circuit numérique 25 Gb/S ;

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, etc.

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

6), Dongguan Shengyi, Taizhou Wangling, micro-ondes Taixing, etc.