Conception PBC radiofréquence - que devez-vous savoir ?

La carte de circuit imprimé radiofréquence (RF PCB) et la carte de circuit imprimé micro-ondes sont définies comme des cartes de circuit imprimé haute fréquence. Le PCB RF fonctionne au-dessus de 100 MHz, tandis que le PCB micro-ondes fonctionne au-dessus de 2 GHz. Le PCB haute fréquence est principalement utilisé pour les applications nécessitant une transmission de signal spéciale entre les objets. Des exemples d'applications sont les systèmes de sécurité automobile avancés, les téléphones portables, les installations radar, etc.

PCB RF vs PCB conventionnel

Par rapport aux PCB conventionnels, le les dispositions des circuits imprimés RF et micro-ondes sont difficiles à concevoir. La première raison est que les deux sont des circuits de paramètres distribués, qui sont faciles à produire à la fois des effets de peau et de couplage. De plus, les interférences et les rayonnements dans les circuits sont également difficiles à contrôler dans la conception réelle des PCB. Les autres problèmes courants liés à la réception ou à la transmission de signaux radio sont la sensibilité au bruit, les interférences croisées entre les circuits numériques et les circuits analogiques et les tolérances d'impédance plus strictes. Par conséquent, équilibrer les avantages et les inconvénients d'une conception de PCB et minimiser les interférences aidera les PCB RF et les PCB micro-ondes à atteindre leurs meilleures performances.

Quel matériel pour PCB RF?

Le choix du meilleur matériau de substrat pour les PCB RF et les PCB micro-ondes joue un rôle essentiel dans les premières étapes de la conception du circuit. Cela contribue aux performances et à la fiabilité exceptionnelles des produits finaux. Certains aspects tels que la permittivité relative, la tangente de perte, l'épaisseur et l'environnement doivent être pris en compte lors du choix du matériau de substrat pour la conception du PCB.

Le rapport entre la permittivité du vide et la constante diélectrique est la permittivité relative. Afin de répondre aux exigences d'espace et de poids de la planche, la permittivité relative du substrat de PCB RF et micro-ondes doit être suffisamment élevée. Des paramètres tels que la largeur de ligne, la longueur d'onde de la fréquence de fonctionnement du circuit et les tailles approximatives des composants principaux doivent être déterminés avant de finaliser les matériaux de substrat. Cela contribue à dessiner le schéma de la carte de circuit imprimé, établissant ainsi une permittivité relative maximale et minimale appropriée. De plus, afin de maintenir les performances électriques dans la plage de tolérance, l'écart relatif de permittivité fourni par le fabricant du matériau du substrat doit être suffisamment faible.

Qu'est-ce que la perte diélectrique ?

La perte diélectrique est fonction de la tangente de perte et de la permittivité relative. Pour répondre aux exigences de puissance d'entrée et de sortie tout en évitant les problèmes de dissipation thermique dans une certaine plage de fréquences, la perte de matériau du substrat doit être suffisamment faible car la perte diélectrique affectera la caractéristique de fréquence.

Quant à l'épaisseur du Matériau du substrat PCB, il est lié à la largeur de trace, aux performances mécaniques, à la stabilité dimensionnelle, au coût, à la conformabilité, à la rupture diélectrique et à la capacité de gestion de la puissance. Lors de la fabrication, les traces à haute impédance sur des matériaux de substrat minces peuvent nécessiter une largeur de trace extrêmement faible. En termes de stabilité dimensionnelle, les matériaux de substrat minces ont de moins bonnes performances que les matériaux de substrat épais. De plus, les matériaux de substrat minces peuvent également entraîner des revers pour les fabricants ou entraîner une augmentation des coûts. La limitation de la capacité de gestion de puissance du PCB haute fréquence peut être atténuée en augmentant l'épaisseur du matériau du substrat.

Les principales propriétés des matériaux qui doivent être prises en compte dans le la sélection de matériaux de substrat de PCB RF et micro-ondes comprend la stabilité de la température, la résistance à l'humidité et les performances chimiques et anti-rayonnement. La permittivité relative peut affecter les performances électriques dans la plage de température de fonctionnement puisque la permittivité relative change avec la température. Le matériau de substrat sélectionné pour les PCB haute fréquence doit avoir une faible absorption d'humidité afin que les performances électriques de la carte ne soient pas réduites de manière significative dans un environnement à forte humidité. De plus, la technologie utilisée doit être compatible avec la résistance chimique et la résistance aux solvants du matériau du substrat. Dans les applications spatiales ou nucléaires, le matériau du substrat sera affecté par une grande quantité de rayonnement ionisant. L'impact des rayonnements ionisants sur les propriétés mécaniques et électriques du substrat doit être estimé. Dans le même temps, l'effet cumulatif doit être comparé à la durée de vie effective de la carte.

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