Hochfrequenz-PBC-Design – was Sie wissen sollten?
Hochfrequenz-Leiterplatten (HF-PCB) und Mikrowellen-Leiterplatten werden als Hochfrequenz-Leiterplatten definiert. Die HF-Leiterplatte arbeitet über 100 MHz, während die Mikrowellen-Leiterplatte über 2 GHz arbeitet. Hochfrequenz-Leiterplatten werden hauptsächlich für Anwendungen verwendet, die eine spezielle Signalübertragung zwischen Objekten erfordern. Anwendungsbeispiele sind fortschrittliche Automobilsicherheitssysteme, Mobiltelefone, Radaranlagen usw.
HF-Leiterplatte im Vergleich zu herkömmlicher Leiterplatte
Im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten ist die Layouts von HF-Leiterplatten und Mikrowellen-Leiterplatten sind schwierig zu entwerfen. Der erste Grund ist, dass beide Schaltungen mit verteilten Parametern sind, die sowohl Skin- als auch Kopplungseffekte leicht erzeugen können. Darüber hinaus sind die Interferenzen und Strahlungen in Schaltungen auch im tatsächlichen PCB-Design schwer zu kontrollieren. Die anderen häufigen Probleme beim Empfangen oder Senden von Funksignalen sind Rauschempfindlichkeit, Querinterferenzen zwischen digitalen und analogen Schaltkreisen und engere Impedanztoleranzen. Deswegen, Das Abwägen der Vor- und Nachteile eines PCB-Designs und das Minimieren von Interferenzen helfen HF-PCB und Mikrowellen-PCB, ihre beste Leistung zu erzielen.
Welches Material für HF-Leiterplatten?
Die Auswahl des besten Substratmaterials für HF-Leiterplatten und Mikrowellen-Leiterplatten spielt in der frühen Phase des Schaltungsdesigns eine entscheidende Rolle. Dies trägt zur herausragenden Leistung und Zuverlässigkeit der Endprodukte bei. Bestimmte Aspekte wie relative Dielektrizitätskonstante, Verlustfaktor, Dicke und Umgebung sollten bei der Auswahl des Substratmaterials für das PCB-Design berücksichtigt werden.
Das Verhältnis zwischen Vakuumpermittivität und Dielektrizitätskonstante ist die relative Permittivität. Um den Platz- und Gewichtsanforderungen des Boards gerecht zu werden, Die relative Dielektrizitätskonstante des HF- und Mikrowellen-PCB-Substrats muss hoch genug sein. Solche Parameter wie die Linienbreite, die Wellenlänge der Schaltungsbetriebsfrequenz und die ungefähren Größen der Hauptkomponenten müssen bestimmt werden, bevor die Substratmaterialien fertiggestellt werden. Dies trägt zum Zeichnen des Schaltplans bei, wodurch eine geeignete maximale und minimale relative Dielektrizitätskonstante festgelegt wird. Um die elektrische Leistung im Toleranzbereich zu halten, muss außerdem die vom Substratmaterialhersteller angegebene Abweichung der relativen Dielektrizitätskonstante ausreichend gering sein.
Was ist dielektrischer Verlust?
Der dielektrische Verlust ist eine Funktion des Verlustfaktors und der relativen Permittivität. Um die Eingangs- und Ausgangsleistungsanforderungen zu erfüllen und gleichzeitig Probleme mit der Wärmeableitung innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs zu vermeiden, muss der Substratmaterialverlust ausreichend gering sein, da der dielektrische Verlust die Frequenzcharakteristik beeinflusst.
Was die Dicke der PCB-Substratmaterial, hängt es mit der Leiterbahnbreite, der mechanischen Leistung, der Größenstabilität, den Kosten, der Anpassungsfähigkeit, dem dielektrischen Durchschlag und der Belastbarkeit zusammen. Während der Herstellung können Leiterbahnen mit hoher Impedanz auf dünnen Substratmaterialien eine extrem geringe Leiterbahnbreite erfordern. Hinsichtlich der Größenstabilität haben dünne Substratmaterialien eine schlechtere Leistung als dicke Substratmaterialien. Darüber hinaus können dünne Substratmaterialien den Herstellern auch Rückschläge bringen oder zu erhöhten Kosten führen. Die Begrenzung der Belastbarkeit von Hochfrequenz-Leiterplatten kann durch Erhöhen der Dicke des Substratmaterials gemildert werden.
Die wichtigsten Materialeigenschaften, die bei der berücksichtigt werden sollten Die Auswahl an HF- und Mikrowellen-PCB-Substratmaterialien umfasst Temperaturstabilität, Feuchtigkeitsbeständigkeit sowie Chemikalien- und Antistrahlungsleistung. Die relative Permittivität kann die elektrische Leistung innerhalb des Betriebstemperaturbereichs beeinflussen, da sich die relative Permittivität mit der Temperatur ändert. Das für Hochfrequenz-Leiterplatten ausgewählte Substratmaterial sollte eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme aufweisen, damit die elektrische Leistung der Platine in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit nicht wesentlich verringert wird. Außerdem muss die verwendete Technologie mit der chemischen Beständigkeit und Lösungsmittelbeständigkeit des Substratmaterials kompatibel sein. Bei Weltraum- oder Nuklearanwendungen wird das Substratmaterial einer großen Menge ionisierender Strahlung ausgesetzt. Der Einfluss ionisierender Strahlung auf die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Substrats muss abgeschätzt werden. Gleichzeitig sollte der kumulierte Effekt mit der effektiven Nutzungsdauer der Platine verglichen werden.
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