Visokofrekventne strujne pločepostali su temeljne komponente jezgre u poljima kao što su komunikacija, radar i sateliti. Njegova izvedba izravno određuje stabilnost, stopu gubitaka i ukupnu pouzdanost prijenosa signala.
1, Tehničke karakteristike i scenariji primjene visoko-frekventnih ploča
Visokofrekventne sklopne ploče uglavnom se koriste za prijenos signala s frekvencijama višim od 1 GHz, koji se obično nalaze u 5G baznim stanicama, satelitskim komunikacijama, radarskim sustavima, zrakoplovnoj elektroničkoj opremi i drugim scenarijima. U usporedbi s običnim tiskanim pločama, njegove tehničke prepreke uglavnom se odražavaju u tri ključna pokazatelja:
Niska dielektrična konstanta i nizak faktor gubitaka
U visoko{0}}frekventnom prijenosu signala, dielektrična konstanta dielektričnog materijala izravno utječe na brzinu signala, dok faktor gubitka određuje stupanj prigušenja energije. Na primjer, u 5G komunikaciji milimetarskih valova, ako frekvencija signala premašuje 28 GHz i Dk vrijednost materijala sklopovske ploče varira za 0,1, pogreška kašnjenja signala proširit će se na razinu nanosekunde, što može dovesti do kvara komunikacijske veze. Stoga visokofrekventne sklopne ploče moraju koristiti posebne podloge kao što su politetrafluoretilen i polimeri s tekućim kristalima, s Dk vrijednostima koje se obično kontroliraju između 2,2-3,5 i Df ispod 0,001.
Tehnologija obrade visoke preciznosti
Visokofrekventne sklopne ploče često integriraju više{0}}slojne strukture (obično 6-20 slojeva), a točnost širine linija/razmaka između linija mora biti ispod 50 μm, sa promjerima slijepih/ukopanih rupa od samo 0,1 mm. Uzimajući module fazne antene radarske rešetke kao primjer, tiskana ploča treba razviti tisuće mikrotrakastih linija u području od 10 cm² i postići međuslojnu međuslojnu vezu putem procesa laserskog bušenja i plazma jetkanja, s tolerancijom pogreške manjom od 1/10 promjera ljudske vlasi.
stabilnost okoliša
U ekstremnim okruženjima kao što je zrakoplovstvo, visoko{0}}frekventne sklopne ploče moraju izdržati temperaturne udare u rasponu od -55 stupnjeva do +125 stupnjeva, a izolacijski otpor ne smije biti manji od 10 G Ω u uvjetima vlažnosti od 95% RH. Ovo zahtijeva od proizvodnih tvrtki da ovladaju posebnim procesima kao što su vakuumsko prešanje i površinsko premazivanje (kao što je elektroličko pozlaćivanje niklom) kako bi se povećala otpornost podloge na koroziju i deformaciju.
2, Glavni izazov proizvodnje visoko-frekventnih ploča
Proizvodnja visoko{0}}frekventnih ploča tipičan je tehnološki intenzivan proces koji uključuje višestruka interdisciplinarna polja kao što su znanost o materijalima, elektroničko inženjerstvo i precizna proizvodnja. Glavni izazovi uključuju:
Odabir i usklađivanje podloge
Postoje značajne razlike u zahtjevima za supstrat za različite frekvencijske scenarije. Na primjer, Wi Fi uređaji od 2,4 GHz mogu koristiti supstrat od epoksi staklene tkanine FR-4 (Dk ≈ 4,4), dok radar milimetarskih valova od 60 GHz mora koristiti materijale Rogers RT/duroid ® 5880 (Dk=2.2) ili TaconicTLY ™ Series. Proizvodna poduzeća trebaju uspostaviti višekategorijsku bazu podataka o supstratu i provoditi eksperimente kao što su ispitivanje dielektrične konstante i usklađivanje koeficijenta toplinske ekspanzije kako bi se osigurala kompatibilnost između materijala i shema dizajna.
Dizajn integriteta signala
Visokofrekventni signali osjetljivi su na čimbenike kao što su skin efekt i elektromagnetsko spajanje, što dovodi do izobličenja signala. Proizvodna poduzeća moraju surađivati s kupcima kako bi optimizirala složenu strukturu, poput upotrebe ugrađenog dizajna kondenzatora/induktora, ožičenja diferencijalnog signala i drugih tehnologija. U isto vrijeme, softver za simulaciju trebao bi se koristiti za predviđanje gubitaka i kontrolu povratnog gubitka ispod -20dB i unesenog gubitka ispod 0,5dB/in.
Kontrola dosljednosti procesa
Uzimajući proces kemijskog taloženja bakra kao primjer, ujednačenost debljine bakra na stjenci otvora visoko-frekventnih sklopova treba kontrolirati unutar ± 5%. Ako je lokalna debljina nedovoljna, to može uzrokovati refleksiju signala. Proizvodna linija mora biti opremljena mrežnom AOI opremom i rendgenskim mjeračima debljine za praćenje promjena u otvoru i debljini premaza u stvarnom vremenu, osiguravajući stabilan prinos serije proizvoda.