Plaques de circuits d'alta freqüèncias'han convertit en components bàsics bàsics en camps com la comunicació, el radar i els satèl·lits. El seu rendiment determina directament l'estabilitat, la taxa de pèrdua i la fiabilitat general de la transmissió del senyal.
1, Característiques tècniques i escenaris d'aplicació de plaques de circuits d'alta-freqüència
Les plaques de circuit d'alta freqüència s'utilitzen principalment per transmetre senyals amb freqüències superiors a 1 GHz, que es troben habitualment en estacions base 5G, comunicacions per satèl·lit, sistemes de radar, equips electrònics aeroespacials i altres escenaris. En comparació amb les plaques de circuit normals, les seves barreres tècniques es reflecteixen principalment en tres indicadors bàsics:
Baixa constant dielèctrica i baix factor de pèrdua
En la transmissió del senyal d'alta-freqüència, la constant dielèctrica del material dielèctric afecta directament la velocitat del senyal, mentre que el factor de pèrdua determina el grau d'atenuació energètica. Per exemple, en la comunicació d'ones mil·límetres 5G, si la freqüència del senyal supera els 28 GHz i el valor Dk del material de la placa de circuit fluctua en 0,1, l'error de retard del senyal s'ampliarà al nivell de nanosegons, cosa que pot provocar una fallada de l'enllaç de comunicació. Per tant, les plaques de circuits d'alta freqüència necessiten utilitzar substrats especials com ara politetrafluoroetilè i polímers de cristall líquid, amb valors de Dk normalment controlats entre 2,2-3,5 i Df per sota de 0,001.
Tecnologia de mecanitzat d'alta precisió
Les plaques de circuits d'alta freqüència sovint integren estructures multi-capes (generalment de 6 a 20 capes) i la precisió de l'amplada de línia/interlineat ha de ser inferior a 50 μ m, amb diàmetres de forats cecs/enterrats fins a 0,1 mm. Prenent com a exemple els mòduls d'antena de radar de matriu en fase, la placa de circuit ha de desplegar milers de línies de microstrip en una àrea de 10 cm² i aconseguir la interconnexió entre capes mitjançant processos de perforació làser i gravat per plasma, amb una tolerància a errors inferior a 1/10 del diàmetre d'un cabell humà.
estabilitat ambiental
En entorns extrems, com ara l'aeroespacial, les plaques de circuits d'alta{0}}freqüència han de suportar cops de temperatura que oscil·len entre -55 graus i+125 graus i la resistència d'aïllament no ha de ser inferior a 10 G Ω en condicions d'humitat del 95% d'HR. Això requereix que les empreses productores dominin processos especials com el premsat al buit i el recobriment de superfícies (com el xapat d'or de níquel sense electros) per millorar la resistència a la corrosió i la deformació del substrat.
2, el repte principal de la producció de plaques de circuit d'alta-freqüència
La producció de plaques de circuits d'alta-freqüència és un procés típic d'intensitat tecnològica que implica múltiples camps interdisciplinaris, com ara la ciència dels materials, l'enginyeria electrònica i la fabricació de precisió. Els principals reptes inclouen:
Selecció i emparellament del substrat
Hi ha diferències significatives en els requisits de substrat per a diferents escenaris de freqüència. Per exemple, els dispositius Wi-Fi de 2,4 GHz poden utilitzar un substrat de tela de vidre epoxi FR-4 (Dk ≈ 4,4), mentre que el radar d'ones mil·límetres de 60 GHz ha d'utilitzar materials Rogers RT/duroid ® 5880 (Dk=2.2) o TaconicTLY ™ Series. Les empreses de producció han d'establir una base de dades de substrats de diverses categories i realitzar experiments com ara proves de constant dielèctrica i coeficient d'expansió tèrmica per garantir la compatibilitat entre els materials i els esquemes de disseny.
Disseny de la integritat del senyal
Els senyals d'alta freqüència són susceptibles a factors com l'efecte de la pell i l'acoblament electromagnètic, que condueixen a la distorsió del senyal. Les empreses de producció han de col·laborar amb els clients per optimitzar l'estructura apilada, com ara l'ús de disseny de condensadors/inductors integrats, cablejat de senyal diferencial i altres tecnologies. Al mateix temps, s'hauria d'utilitzar el programari de simulació per predir pèrdues i controlar la pèrdua de retorn per sota de -20 dB i la pèrdua d'inserció per sota de 0,5 dB/in.
Control de la coherència del procés
Prenent com a exemple el procés de deposició química de coure, la uniformitat del gruix del coure a la paret del forat de les plaques de circuits d'alta freqüència -s'ha de controlar en un ± 5%. Si el gruix local és insuficient, pot provocar una reflexió del senyal. La línia de producció ha d'estar equipada amb equips AOI en línia i mesuradors de gruix de raigs X-per controlar els canvis en l'obertura i el gruix del recobriment en temps real, garantint un rendiment estable del producte per lots.