Projeto PBC de radiofrequência – o que você deve saber?
Placa de circuito impresso de radiofrequência (RF PCB) e placa de circuito impresso de micro-ondas são definidas como placas de circuito impresso de alta frequência. RF PCB está operando acima de 100MHz, enquanto PCB de micro-ondas está operando acima de 2GHz. PCB de alta frequência é usado principalmente para aplicações que precisam de transmissão de sinal especial entre objetos. Exemplos de aplicações são sistemas avançados de segurança automotiva, telefones celulares, instalações de radares, etc.
PCB RF vs PCB convencional
Comparado ao PCB convencional, o layouts de PCB de RF e PCB de micro-ondas são difíceis de projetar. A primeira razão é que ambos são circuitos de parâmetros distribuídos, que são fáceis de produzir tanto efeitos de pele quanto de acoplamento. Além disso, a interferência e a radiação nos circuitos também são difíceis de controlar no projeto atual da PCB. Os outros problemas comuns relacionados à recepção ou transmissão de sinais de rádio são sensibilidade ao ruído, interferência cruzada entre circuitos digitais e circuitos analógicos e tolerâncias de impedância mais rígidas. Portanto, equilibrar as vantagens e desvantagens de um projeto de PCB e minimizar a interferência ajudará o PCB de RF e o PCB de micro-ondas a alcançar seu melhor desempenho.
Qual material para RF PCB?
A escolha do melhor material de substrato para PCB de RF e PCB de micro-ondas desempenha um papel vital no estágio inicial do projeto do circuito. Isso contribui para o excelente desempenho e confiabilidade dos produtos finais. Certos aspectos, como permissividade relativa, tangente de perda, espessura e ambiente, devem ser levados em consideração ao decidir o material do substrato para o projeto da PCB.
A razão entre a permissividade do vácuo e a constante dielétrica é a permissividade relativa. Para atender aos requisitos de espaço e peso da prancha, a permissividade relativa do substrato de PCB de RF e micro-ondas deve ser alta o suficiente. Parâmetros como largura de linha, comprimento de onda da frequência de operação do circuito e tamanhos aproximados dos componentes principais devem ser determinados antes de finalizar os materiais de substrato. Isso contribui para desenhar o diagrama da placa de circuito, estabelecendo assim a permissividade relativa máxima e mínima adequada. Além disso, para manter o desempenho elétrico dentro da faixa de tolerância, o desvio de permissividade relativo fornecido pelo fabricante do material de substrato deve ser suficientemente baixo.
O que é perda dielétrica?
A perda dielétrica é uma função da tangente de perda e da permissividade relativa. Para atender aos requisitos de energia de entrada e saída, evitando problemas de dissipação de calor dentro de uma determinada faixa de frequência, a perda de material do substrato deve ser suficientemente baixa, pois a perda dielétrica afetará a característica de frequência.
Quanto à espessura do Material de substrato de PCB, está relacionado à largura do traço, desempenho mecânico, estabilidade de tamanho, custo, conformabilidade, ruptura dielétrica e capacidade de manuseio de energia. Durante a fabricação, traços de alta impedância em materiais de substrato finos podem exigir uma largura de traço extremamente baixa. Em termos de estabilidade de tamanho, os materiais de substrato fino têm desempenho pior do que os materiais de substrato espesso. Além disso, materiais de substratos finos também podem trazer contratempos para os fabricantes ou resultar em aumento de custos. A limitação da capacidade de manipulação de energia do PCB de alta frequência pode ser aliviada aumentando a espessura do material do substrato.
As principais propriedades do material que devem ser consideradas na seleção de materiais de substrato de PCB de RF e micro-ondas incluem estabilidade de temperatura, resistência à umidade e produtos químicos e desempenho anti-radiação. A permissividade relativa pode afetar o desempenho elétrico dentro da faixa de temperatura de operação, uma vez que a permissividade relativa muda com a temperatura. O material de substrato selecionado para PCB de alta frequência deve ter baixa absorção de umidade para que o desempenho elétrico da placa não seja significativamente reduzido em um ambiente de alta umidade. Além disso, a tecnologia utilizada precisa ser compatível com a resistência química e a resistência a solventes do material do substrato. Em aplicações espaciais ou nucleares, o material do substrato será afetado por uma grande quantidade de radiação ionizante. O impacto da radiação ionizante nas propriedades mecânicas e elétricas do substrato precisa ser estimado. Ao mesmo tempo, o efeito cumulativo deve ser comparado com a vida útil efetiva da placa.
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