Характеристики ламинатов RF PCB

Характеристики ламинирования печатных плат являются основой производительности печатных плат RF и СВЧ. Доступные типы ламината имеют различные характеристики, включая диэлектрическую проницаемость (также известную как k-фактор), тангенс угла потерь и температурный коэффициент. Все эти факторы влияют на производительность ваших радиочастотных и микроволновых печатных плат на протяжении всего их жизненного цикла. На эти свойства может влиять ряд факторов, включая толщину материала печатной платы, тип используемой подложки и даже количество слоев самой печатной платы RF и СВЧ.

Наиболее важным фактором при выборе ламината для печатных плат является обеспечение его совместимости с вашими требованиями к проектированию печатных плат RF и СВЧ. Например, если вам нужны высокочастотные характеристики, вы можете выбрать материал с высокой диэлектрической проницаемостью, такой как ламинаты Rogers Core или Rogers 3705 PTFE. Однако, если вам не требуются высокочастотные свойства, для ваших нужд может быть достаточно материала с более низким K-фактором (например, FR4).

Радиочастотные и микроволновые линии передачи печатных плат и сквозные отверстия

Линии электропередачи используются для передачи радиочастотных сигналов из одного места в другое. Линии электропередачи имеют разные значения импеданса и могут быть классифицированы по их электрической длине. Импеданс — это сопротивление току, вызванное индуктивностью, емкостью и другими электрическими характеристиками.

 Линия электропередачи обычно состоит из одного проводника или пары проводников (экранированных или неэкранированных). Импеданс линии электропередачи зависит от ее физической длины и рабочей частоты.

Основным назначением линии передачи является уменьшение отражения сигнала при преобразовании между двумя устройствами на ВЧ и СВЧ печатных платах. Для этого необходимо убедиться, что в линии нет разрывов, которые могут вызвать отражение или стоячие волны. Это требует тщательного планирования проектирования при размещении компонентов на макете печатной платы ВЧ и СВЧ и выборе правильной конструкции линии передачи для вашего приложения.

Существует три типа линий передачи: коаксиальный кабель, микрополосковая линия и желобная линия.

Коаксиальный кабель

Коаксиальные кабели используются в высокочастотных приложениях до 40 ГГц, поскольку они могут обрабатывать высокие токи во всем диапазоне полосы пропускания с небольшими потерями. Коаксиальные кабели обычно изготавливаются из медной проволоки, но можно использовать и другие материалы для печатных плат RF и микроволновых печей, такие как посеребренная медь, в зависимости от диапазона частот и требований к мощности приложения.

микрополоски

Микрополосковые линии являются наиболее часто используемыми линиями передачи. Он состоит из слоя заземления с одной стороны ламината RF PCB и приподнятого маршрута сигнала с другой стороны. Плоскость заземления должна быть шире сигнальной линии, чтобы между ними не было взаимодействия. Толщина диэлектрического слоя должна составлять не менее 1/4 дюйма для частот миллиметровых волн и 1/2 дюйма для частот УВЧ или выше. На более низких частотах можно использовать более тонкий диэлектрик, такой как FR-4 или Rogers 4350, без повышенных потерь из-за краевого поля между слоем земли и сигнальной линией.

Ленточная линия

Линия полоски аналогична линии микрополосков, за исключением того, что она не имеет заземления с одной или обеих сторон ламината RF PCB. Он имеет меньшие потери, чем микрополосковая линия, потому что между двумя проводниками нет краевого поля. Когда высокоскоростные сигналы должны проходить большие расстояния, полосовые линии часто используются, не вызывая несоответствия импеданса при изгибе полосовой линии или отражений от разъемов, установленных на ее конце.

Зазор силовой плоскости

Зазор плоскости питания — это расстояние между двумя проводящими слоями. Этот зазор предназначен для уменьшения нежелательной связи между различными сигнальными слоями или между сигнальным слоем и плоскостью заземления или опоры. Он также ограничивает помехи между соседними дорожками и предотвращает перекрестные помехи между соседними сигнальными слоями. Это также помогает избежать искрения или искрения на острых углах, что может быть опасно и повлиять на производительность цепи.

Минимальный рекомендуемый зазор для силового слоя составляет 0,15 мм от любого другого сигнального слоя, включая сквозные отверстия на том же слое. Например, если у вас есть два сигнальных слоя, которые находятся очень близко друг к другу, вы должны убедиться, что они находятся на расстоянии не менее 0,15 мм друг от друга, чтобы избежать каких-либо проблем с помехами между ними из-за эффектов емкостной или индуктивной связи близлежащих отверстий или проводки.

Ключевые моменты

Цель этой статьи - дать общее представление о проблемах проектирования и сборки радиочастотных и микроволновых печатных плат, связанных с производством радиочастотных и микроволновых печатных плат. Проблемы варьируются в зависимости от того, проектируете ли вы сложные радиочастотные и микроволновые печатные платы или используете сверхмалые компоненты. Хотя то, что мы рассмотрели здесь, далеко не всеобъемлющее, мы надеемся, что оно станет полезной отправной точкой для всех, кто заинтересован в том, чтобы узнать больше о радиочастотных и микроволновых печатных платах. Taofang Electronics, чтобы узнать больше о том, как начать свой следующий проект по производству печатных плат для радиочастот и микроволновых систем.