Високочастотні платистали основними базовими компонентами в таких сферах, як зв’язок, радар і супутники. Його продуктивність безпосередньо визначає стабільність, рівень втрат і загальну надійність передачі сигналу.
1, Технічні характеристики та сценарії застосування високочастотних плат-
Високочастотні плати в основному використовуються для передачі сигналів із частотами, що перевищують 1 ГГц, які зазвичай зустрічаються в базових станціях 5G, супутниковому зв’язку, радарних системах, аерокосмічному електронному обладнанні та інших сценаріях. У порівнянні зі звичайними друкованими платами його технічні бар’єри в основному відображені в трьох основних показниках:
Низька діелектрична проникність і низький коефіцієнт втрат
У -високочастотній передачі сигналу діелектрична проникність діелектричного матеріалу безпосередньо впливає на швидкість сигналу, тоді як коефіцієнт втрат визначає ступінь ослаблення енергії. Наприклад, у зв’язку міліметрових хвиль 5G, якщо частота сигналу перевищує 28 ГГц, а значення Dk матеріалу друкованої плати коливається на 0,1, помилка затримки сигналу збільшиться до рівня наносекунд, що може призвести до збою зв’язку. Тому високочастотні друковані плати мають використовувати спеціальні підкладки, такі як політетрафторетилен і рідкокристалічні полімери, зі значеннями Dk, які зазвичай контролюються між 2,2-3,5 і Df нижче 0,001.
Технологія високої точності обробки
Високочастотні друковані плати часто мають багатошарові -структури (зазвичай 6-20 шарів), а точність ширини між лініями/міжрядковим інтервалом має бути менше 50 мкм із діаметром глухих/прихованих отворів лише 0,1 мм. Візьмемо як приклад антенні модулі радіолокаційної решітки з фазованою решіткою, друкована плата повинна розгорнути тисячі мікросмужкових ліній на площі 10 см² і досягти міжшарового з’єднання за допомогою процесів лазерного свердління та плазмового травлення з допустимою похибкою менше 1/10 діаметра людської волосини.
екологічна стабільність
У екстремальних середовищах, таких як аерокосмічна промисловість, високо-схемні плати мають витримувати температурні удари від -55 градусів до +125 градусів, а опір ізоляції не має бути меншим за 10 Г Ом за умов відносної вологості 95%. Це вимагає від виробничих компаній оволодіти спеціальними процесами, такими як вакуумне пресування та нанесення покриття на поверхню (наприклад, гальванічного нікелювання), щоб підвищити стійкість підкладки до корозії та деформації.
2. Основна проблема виробництва високочастотних плат-
Виробництво -схемних плат високої частоти є типовим технологічно інтенсивним процесом, який охоплює кілька міждисциплінарних галузей, як-от матеріалознавство, електронне машинобудування та точне виробництво. Основні виклики включають:
Підбір і підбір субстрату
Існують значні відмінності у вимогах до підкладки для різних частотних сценаріїв. Наприклад, пристрої Wi-Fi на частоті 2,4 ГГц можуть використовувати підкладку з епоксидної склотканини FR-4 (Dk ≈ 4,4), тоді як радар міліметрового діапазону хвиль на частоті 60 ГГц повинен використовувати матеріали серії Rogers RT/duroid ® 5880 (Dk=2.2) або TaconicTLY ™. Виробничим підприємствам необхідно створити багатокатегорійну базу даних підкладок і проводити такі експерименти, як випробування діелектричної сталості та підбір коефіцієнта теплового розширення, щоб забезпечити сумісність між матеріалами та проектними схемами.
Дизайн цілісності сигналу
Високочастотні сигнали чутливі до таких факторів, як скін-ефект і електромагнітний зв’язок, що призводить до спотворення сигналу. Виробничим підприємствам необхідно співпрацювати з клієнтами, щоб оптимізувати багатошарову структуру, наприклад використовувати конструкцію вбудованих конденсаторів/котушек індуктивності, проводку диференціального сигналу та інші технології. У той же час слід використовувати програмне забезпечення для моделювання для прогнозування втрат і контролю зворотних втрат нижче -20 дБ і внесених втрат нижче 0,5 дБ/дюйм.
Контроль узгодженості процесу
Взявши як приклад процес хімічного осадження міді, рівномірність товщини міді на стінці отвору -високочастотних плат потрібно контролювати в межах ± 5%. Якщо локальна товщина недостатня, це може спричинити відбиття сигналу. Виробнича лінія має бути обладнана онлайн-обладнанням AOI та рентгенівськими товщиномірами, щоб відстежувати зміни апертури та товщини покриття в режимі реального часу, забезпечуючи стабільний вихід серійного продукту.