PCB ความถี่สูงคืออะไร?

แผงวงจรพิมพ์ความถี่สูง (PCB) มีบทบาทสำคัญในการใช้งานขั้นสูงต่างๆ โดยเฉพาะในวงจรสื่อสาร PCB ความถี่สูง ซึ่งสัญญาณจะทำงานที่ความถี่สูงกว่า 1 GHz PCB เหล่านี้มีข้อกำหนดและพารามิเตอร์เฉพาะที่ต้องพิจารณาอย่างรอบคอบในระหว่างกระบวนการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่ามีประสิทธิภาพสูงสุดในระบบสื่อสาร ต่อไปนี้คือประเด็นสำคัญบางประการที่ควรคำนึงถึงเมื่อออกแบบ PCB ความถี่สูง:

พารามิเตอร์ที่ต้องพิจารณาสำหรับการออกแบบ PCB ความถี่สูง:

โดยทั่วไป PCB ความถี่สูงจะทำงานที่ความถี่สูงกว่า 1 GHz โดยมีการใช้งานในระบบเรดาร์ อุปกรณ์ทางทหาร การบินและอวกาศ โทรคมนาคม และระบบดิจิทัลความเร็วสูง

ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของวัสดุ PCB ส่งผลต่อความเร็วการแพร่กระจายของสัญญาณ ค่า Dk ที่ต่ำกว่าเป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานความถี่สูงเพื่อลดความผิดเพี้ยนของสัญญาณและรับประกันการส่งสัญญาณที่แม่นยำ

Df แสดงถึงการสูญเสียพลังงานสัญญาณขณะเดินทางผ่านวัสดุ PCB ค่า Df ที่ต่ำกว่านั้นเป็นที่ต้องการสำหรับ PCB ความถี่สูง เพื่อลดการลดทอนสัญญาณและรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณ

CTE มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อ PCB ความถี่สูง เนื่องจากจะส่งผลกระทบต่อความเสถียรของขนาดของบอร์ดภายใต้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ วัสดุ CTE ต่ำช่วยป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น การบิดงอหรือการหลุดล่อน

การออกแบบ PCB ความถี่สูงต้องลดการสะท้อนของสัญญาณ สัญญาณข้าม และการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) เพื่อรักษาคุณภาพและความน่าเชื่อถือของสัญญาณ

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ PCB ความถี่สูง:

การออกแบบกองซ้อน

เพิ่มประสิทธิภาพการซ้อนเลเยอร์เพื่อให้ได้อิมพีแดนซ์ที่ควบคุมและลดการบิดเบือนของสัญญาณ พิจารณาใช้ระนาบกราวด์และระนาบกำลังหลายอันเพื่อความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ดีขึ้น

การกำหนดเส้นทางและเค้าโครง

รักษาร่องรอยสัญญาณให้สั้นและตรงเพื่อลดการสูญเสียสัญญาณและการรบกวน ใช้คู่ดิฟเฟอเรนเชียลสำหรับสัญญาณความเร็วสูงและรักษาระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างร่องรอย

Grounding

ใช้ระนาบกราวด์ที่มั่นคงเพื่อให้มีเส้นทางส่งกลับที่มีความต้านทานต่ำสำหรับสัญญาณและลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า

การจัดวางส่วนประกอบ

วางส่วนประกอบที่สำคัญอย่างมีกลยุทธ์เพื่อลดความยาวเส้นทางสัญญาณและลดผลกระทบของปรสิต

การเลือกวัสดุ:

บริษัท โรเจอร์ส

Rogers เป็นผู้ผลิตชั้นนำด้านวัสดุวงจรพิมพ์สำหรับการใช้งานความถี่สูงในการบินและอวกาศ กลาโหม เรดาร์ยานยนต์ และการสื่อสารไร้สาย ลามิเนตไมโครเวฟยอดนิยมจาก Rogers ได้แก่ :

  • RO3003TM – พื้นผิว PTFE ที่เติมใยแก้วไมโครไฟเบอร์ด้วย Dk และ Df ต่ำ
  • RO4350BTM – ลามิเนตเติมเซรามิกเสริมใยแก้วทอที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูง
  • RT/duroid® 6002– วัสดุ PTFE เติมเซรามิกพร้อมค่าความคลาดเคลื่อน Dk และ Df ที่แน่นหนา
  • RO4835TM – เคลือบไมโครไฟเบอร์แบบแก้ว, เคลือบเซรามิก
  • TMM® 10i – วัสดุ PTFE เสริมใยแก้วแบบทอ
ทาโคนิค

Taconic ผลิตลามิเนต RF หลายประเภท ได้แก่:

  • TLY-5TM – ลามิเนตเทอร์โมเซ็ตการสูญเสียต่ำสำหรับวงจรแอนะล็อก

  • TLC-30TM – คอมโพสิตไฟเบอร์ไมโครไฟเบอร์แก้ว Dk ต่ำ
  • RF-35TM – วัสดุ PTFE เติมเซรามิกสำหรับการใช้งานบรอดแบนด์
  • RF-60TM – ลามิเนตฟลูออโรโพลีเมอร์เติมเซรามิกฟิล์มบาง
  • TacPreg® – พรีเพกเทอร์โมเซตการสูญเสียต่ำมีจำหน่ายใน Dk ต่างๆ
เกาะ

Isola นำเสนอลามิเนตหุ้มทองแดงประสิทธิภาพสูง รวมถึงวัสดุ RF:

  • IS680– ลามิเนตเสริมใยแก้ว Dk ต่ำ

  • FR408HR– FR-4 ประสิทธิภาพสูงพร้อมความทนทานต่ออิเล็กทริกที่แน่นหนา
  • P96 – วัสดุ FR4 ความน่าเชื่อถือทางความร้อนสูง
  • Getek® – พื้นผิวฟลูออโรโพลีเมอร์เสริมใยแก้วไมโครไฟเบอร์
  • ISOLA Astra MT77– วัสดุคอมโพสิตสำหรับการใช้งานบรอดแบนด์
อาร์ลอน

Arlon เชี่ยวชาญด้านลามิเนตประสิทธิภาพสูงสำหรับการใช้งานไมโครเวฟและการจัดการความร้อน:

  • CLTE-XT– ลามิเนตเซรามิกไฮโดรคาร์บอนเสริมแรงด้วยแก้ว Dk ต่ำ
  • CLTE-AT– วัสดุคอมโพสิต PTFE เสริมใยแก้ว
  • 55NT– สารตั้งต้นไมโครเวฟแบบเทอร์โมเซตที่ไม่ใช่ PTFE
  • 25N – ลามิเนตเสริมใยแก้วทอแบบประหยัด
พาร์คอิเล็กโทรเคมีคอล

Park Electrochemical จำหน่ายลามิเนต NelsonicTM RF/ไมโครเวฟ ได้แก่:

  • N9000-13EP – วัสดุซับสเตรตเสริมใยแก้วที่ทอด้วยความทนทานอย่างแน่นหนา
  • N9000-13SI – วัสดุคอมโพสิต PTFE เซรามิกแบบเติม
  • N9120-4 – ลามิเนตความถี่สูงพร้อมการเสริมแรงเทอร์โมพลาสติก PPS