編者注:前一陣子,有一位研討生拿著一款FR4加工的“接收天線”要測77GHz指標。在加工測試高頻PCB板,高頻接收天線時,常常會有剛開始學者,由于選了錯誤的高頻PCB造成產品最后結果還不如人意。今日就來簡單聊聊,PCB高頻板料有哪一些?怎么樣挑選?
PCB高頻板的定義
高頻板是指電磁頻率較高的特殊的一種線路板,用于高頻率(頻率大于300MHZ還是波長小于1米)與微波(頻率大于3GHZ還是波長小于0.1米)領域的PCB,是在微波基材覆銅板上利用平常的剛性線路板制作辦法的局部工序還是認為合適而使用特別處置辦法而出產的電路板。普通來說,高頻板可定義為頻率在1GHz以上線路板。
隨著科技的迅速進展,越來越多的設施預設是在微波頻帶(>1GHZ)甚至于與毫米波領域(77GHZ)以上的應用(例如如今很火的車載77GHz毫米波接收天線),這也意味著頻率越來越高,對線路板的基材的要求也越來越高。譬如說基板料料需求具備良好的電性能,令人滿意的化學牢穩性,隨電源信號頻率的增加在基材上的虧損要求十分小,所以高頻板料的關緊性就凸現出來了。
PCB高頻板料的分類
A. 以材質分:
a. 有機材質:酚醛天然樹脂、玻璃纖維/環氧氣天然樹脂、Polyimide、變態/Epoxy等皆屬之。
b. 無機材質:鋁、Copper-invar-copper、ceramic等皆屬之。主要取其散熱功能
B. 以成品軟硬區別
a. 硬板 Rigid PCB ,b.軟板 Flexible PCB ,c.軟硬板 Rigid-Flex PCB
C. 以結構分
a.單面板 , b.雙面板 , c.多層板
D. 依用場分
通信/耗用性電子/軍用/計算機/半導體/電測板…
常用的高速板料(廠家)有 --- 熱烈歡迎奉復補給
1)、羅杰斯:Rogers:RO4003、RO3003、RO4350、RO5880等
RO3000系列:基于瓷陶補充的PTFE電路材料,型號有:RO3003、RO3006、RO3010、RO3035高頻層壓板。
RT6000系列:基于瓷陶補充的PTFE電路材料,為需求高介電常數的電子電路和微波電路而預設的,型號有:RT6006介電常數6.15,RT6010介電常數10.2。
TMM系列:基于瓷陶、碳氫化物、熱固型聚合物的復合材料,型號:TMM3 、TMM4、TMM6、TMM10、TMM10i、TMM13i。等等
2)、泰康利Taconic:TLX系列,TLY系列等
3)、松下Panasonic:Megtron4、Megtron6等
4)、Isola:FR408HR、IS620、IS680等
5)、Nelco:N4000-13、N4000-13EPSI等
6)、臺耀TUC:Tuc862、872SLK、883、933等
7)、東莞生益、泰州旺靈、泰興微波、常州中英等
當然還有眾多其它高頻板料未一一列出。那里面,Arlon(已被羅杰斯從各處買進,也是老品牌射頻微波板廠)。
選高頻高速PCB材料有哪一些關緊指標
在挑選用于高頻電路的PCB所用的基板時,要尤其考察材料DK,在不一樣頻率下的變動特別的性質。而對于偏重信號高速傳道輸送方面的要求,或特別的性質阻抗扼制要求,則重點考察DF及其在頻率、溫濕潤程度等條件下的性能。
普通型基板料料在頻率變動的條件下,表達出DK、DF值變動較大的規律。尤其是在l
MHz到l
GHz的頻率內,他們的DK、DF值的變動更加表面化。例如,普通型環氧氣天然樹脂一玻纖布基的基板料料(普通型FR-4)在lMHz的頻率下的DK值為4.7,而在lGHz的頻率下的DK值變動為4.19。超過lGHz以上,它的DK值的變動發展方向于平緩。其變動發展方向是隨著頻率的增高,而變?。ǖ儎臃劝氪螅?,例如在l0GHz下,普通FR一4的DK值為4.15,具備高速、高頻特別的性質的基板料料在頻率變動的事情狀況下,DK值變動較小,自lMHz到lGHz的變動頻率下,DK多維持在0.02范圍的變動。其DK值在由低到高不一樣頻率條件下,些微有減退的趨向。
普通型基板料料的媒介虧損因數(DF),在遭受頻率變動(尤其是在高頻范圍內的變動)的影響而萌生DF值的變動要比DK大。其變動規律是趨于增大,因為這個,在名聲一種基板料料的高頻特別的性質時,要對其考察的重點是它的DF值變動事情狀況。具備高速高頻特別的性質的基板料料,在高頻下變動特別的性質方面,普通型基板料料存在著兩類表面化的不一樣的兩類:一類是隨著頻率的變動,它的(DF)值變動甚小。還有一類是在變動幅度上與普通型基板料料盡管相近,但它本身的(DF)值較低。
怎么樣挑選高頻高速板料
挑選PCB板料務必在滿意預設需要、可量產性、成本半中腰獲得均衡點。簡單而言,預設需要里面含有電氣和結構靠得住性這兩局部。一般在預設十分高速的PCB扳手(大于GHz的頻率)時這板料問題會比較關緊。例如,如今常用的FR-4材質,在幾個GHz的頻率時的媒介損Df(Dielectricloss)會非常大,有可能就不舒服合使用。
舉例來說,10Gb/S高速數碼信號是方波,它可以看作是不一樣頻率的正弦波信號的疊加。因為這個10Gb/S里面含有很多不一樣頻率信號:5Ghz的基波信號、3階15GHz、5階25GHz、7階35GHz信號等。維持數碼信號的完整性以及上下沿的陡峻程度和射頻微波(數碼信號的高頻諧波局部達到達微波頻帶)的低傷耗低失真傳道輸送同樣。因為這個,在諸各方面,高速數碼電路PCB選材和射頻微波電路的需要大致相似。
在實際的工程操作中,高頻板料的挑選看似簡單但需求思索問題的因素仍然太多的,經過本文的紹介,作為PCB預設工程師還是高速項目負責人,對板料的特別的性質及挑選有一定的理解。理解板料電性能、熱性能、靠得住性等。并合理運用重疊,預設出一塊靠得住性高、加工性好的產品,各種因素的考慮達到最佳化。
下邊將作別紹介,挑選合宜的板料主要思索問題因素:
1、可制作性:
譬如多次壓合性能怎么樣、溫度性能等、耐CAF/耐熱性及機械韌(粘)性(靠得住性好)、防火等級;
2、與產品般配的各種性能(電氣、性能牢穩性等):
低傷耗,牢穩的Dk/Df參變量,低分散色光,隨頻率及背景變動系數小,材料厚度及膠含量公差小(阻抗扼制好),假如走線較長,思索問題低光潔度銅箔。額外一點兒,高速電路的預設前一階段都需求仿真,仿真最后結果是預設的參照標準。“興森科學技術-安捷倫(高速/射頻)聯手實驗室”解決了仿真最后結果和測試不完全一樣的成就困難的問題,做過數量多的仿真和實際測試閉環證驗,經過獨得法法能做到仿真和實測完全一樣。
3、材料的可趁早取得性:
眾多高頻板料采集購買周期十分長,甚至于2-3個月;除常理高頻板料RO4350有倉儲,眾多高頻板都需求客戶供給。因為這個,高頻板料需求和廠家提早溝通好,盡早備料;
4、成本因素Cost:
看產品的價錢敏銳程度,是消費類產品,仍然通訊、醫療、工業、軍工類的應用;
5、法律法令規則的適合使用性等:
要與不一樣國度環保法令規則相合成一體,滿意RoHS及無鹵素等要求。
以上各個因素中,高速數碼電路運行速度是PCB挑選思索問題的主要因素,電路的效率越高,所選PCBDf值就應當越小。具備中,低傷耗的電路板料將適應10Gb/S的數碼電路;具備更低傷耗的板料適合使用25Gb/s的數碼電路;具備超低傷耗板料將適合更快的高速數碼電路,其效率可以為50Gb/s還是更高。
從材料Df看:
Df介于0.01~0.005電路板料適應最大限度為10Gb/S數碼電路;
Df介于0.005~0.003電路板料適應最大限度為25Gb/S數碼電路;
Df不超過0.0015的電路板料適應50Gb/S甚至于更高速數碼電路。
加工辦法:
1.開料:務必保存盡力照顧膜開料,避免劃傷、壓痕
2.鉆孔:
2.1用全新鉆咀(標準130),一塊一迭為最佳,壓腳壓力為40psi
2.2鋁片為蓋板,而后用1mm密胺墊板,把PTFE板緊著
2.3鉆后用風槍把孔內粉塵吹出
2.4用最牢穩的鉆探機,鉆孔參變量(基本上是孔越小,鉆速要快,Chip load越小,回速越?。?/p>
3.孔處置
等離子處置還是鈉萘活化處置利于孔金屬化
4.PTH沉銅
4.1微蝕后(已微蝕率20微英寸扼制),在PTH拉從除油缸著手進板
4.2如有需求,便過第二次PTH,只需從預計?缸著手進板
5.阻焊
5.1 前處置:認為合適而使用酸性洗板,不可以用機械磨板
5.2 前處置后焗板(90℃,30min),刷綠油固化
5.3 分三段焗板:一段80℃、100℃、150℃,時間各30min(如有發覺基材面甩油,可以翻工:把綠油洗掉,從新活化處置)
6.鑼板
將白紙鋪在PTFE板線路面,上下用厚度為1.0MM腐刻去銅的FR-4基材板還是酚醛底板夾緊:如圖:
以上綜述了怎么樣挑選高速板料以及預設注意事情的項目,實際中應用還得依據具體案件的例子具體剖析。
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