Kako bi se odredilo treba li proizvod koristiti visokofrekventnu ploču, temeljni kriteriji su tri čvrsta pokazatelja: frekvencija signala, tolerancija gubitka veze i zahtjevi za konzistentnošću impedancije. Kada redovitifr4 pločamože zadovoljiti zahtjeve, nema potrebe birati visokofrekventnu ploču, inače će samo povećati troškove i otežati proces.
Četiri temeljna scenarija koja zahtijevaju korištenjevisokofrekventne ploče
Frekvencija signala veća ili jednaka 1GHz: dielektrični gubitak običnog fr4 naglo se povećava iznad 1GHz, a vrijednost Df je 5-20 puta veća od visokofrekventnih ploča. Prigušenje signala je jako i ne može se normalno prenijeti. Tipični scenariji uključuju radar milimetarskih valova montiran na vozilu od 77 GHz, RF module 5G/6G bazne stanice i fazne antene za satelitsku komunikaciju, gdje su visokofrekventne ploče jedini mogući izbor.
Zahtjevi za gubitkom umetnute veze izuzetno su niski: kada proizvod ima stroge zahtjeve za udaljenost prijenosa i snagu signala, kao što je mikrovalna oprema za prijenos od -do-točke, RF filtri, visokofrekventna pojačala, niska Df karakteristika visoko-frekventne ploče može kontrolirati gubitak signala unutar 1/10 onog kod obične ploče, izbjegavajući da signal bude potpuno "pojeden" tijekom prijenosa.
Tolerancija kontrole impedancije Manja ili jednaka ± 5%: RF sustav zahtijeva kontinuiranu impedanciju cijele veze (kao što je jednostrani 50 Ω, diferencijal od 100 Ω), a tolerancija Dk vrijednosti visokofrekventne ploče može se kontrolirati unutar ± 0,05, što je puno bolje od fluktuacije od ± 0,5 ili više za obični fr4. Može osigurati da se impedancija ne mijenja, izbjeći probleme kao što su refleksija signala, omjer stojnog vala koji prelazi standard i pad učinkovitosti antene.
Stabilna izvedba u ekstremnim okruženjima: Proizvod treba dugo raditi u širokom temperaturnom rasponu od -40 stupnjeva ~150 stupnjeva i okruženju visoke vlažnosti, a električna izvedba ne može značajno varirati s temperaturom i vlagom. Dk visokofrekventnih ploča mijenja se manje od 2% s temperaturom, što je mnogo bolje od običnog fr4, osiguravajući pouzdanost opreme u teškim radnim uvjetima.
Nema potrebe za korištenjem visokofrekventnih ploča u sceni
Frekvencija signala je ispod 500MHz, koristi se samo za obično napajanje i prijenos-digitalnog signala niske brzine. Izvedba obične FR-4 ploče u potpunosti pokriva zahtjeve;
Proizvod pripada troškovno osjetljivim kategorijama kao što je potrošačka elektronika, a materijalni trošak visokofrekventnih ploča je 5-10 puta veći od običnih ploča, što će značajno smanjiti profitne marže;
Bez profesionalne visokofrekventne simulacije i opreme za testiranje (kao što su vektorski mrežni analizatori), nemoguće je dovršiti provjeru parametra visoke-frekventnosti, a također je teško iskoristiti njegove prednosti izvedbe prisilnom upotrebom visokofrekventnih ploča.
Prijelazni scenarij koji omogućuje kompromisni odabir
Mnogi hibridni krugovi srednje i-brzine ne zahtijevaju visokofrekventnu ploču za cijelu ploču i mogu usvojiti fr4+lokalni visoko-sloj mješovite naponske sheme: samo pomoću Rogersa i drugih visoko{3}}frekventnih materijala na gornjem sloju usmjeravanja RF signala, uz zadržavanje običnog FR-4 za ostatak digitalnog i energetskog sloja. Ovo ne samo da ispunjava zahtjeve za malim gubicima visokofrekventnog dijela, već također smanjuje ukupne troškove za više od 40%. To je trenutno glavna ideja odabira za 5G mikro bazne stanice, optičke module velike brzine i druge proizvode.
fr4 ploča, visokofrekventne ploče