ПЕЧАТНАЯ PCB - Различия между печатной платой RF и печатной платой FR-4

RF PCB относится конкретно к печатным платам с частотой, превышающей 1 ГГц. Хотя точное определение в отрасли может варьироваться, этот тип печатных плат широко используется в таких передовых областях, как системы связи, автомобильные ADAS (Advanced Driver Assistance Systems), спутниковой связи и радиосистемы, благодаря своим превосходным физическим свойствам, высокой точности и строгим техническим показателям.

В дополнение к радиочастотным системам, современные устройства также интегрируют модули цифровой обработки и интерфейсные модули. В связи с растущим спросом на более быстрый доступ в Интернет, потоковое мобильное HD-видео и услуги Интернета вещей (IoT) печатные платы должны не только соответствовать высокочастотным стандартам производительности, но и поддерживать высокоскоростную цифровую передачу данных. Коммерческие приложения, такие как Интернет вещей, сети 5G, крупные центры обработки данных и растущее число приложений для персональных устройств, продолжают повышать требования к скорости цифровых коммуникационных систем. Согласно статистике, стремительный рост скоростей передачи данных приводит к тому, что пропускная способность высокоскоростных цифровых систем удваивается почти каждые три года.

Разница между радиочастотной печатной платой и обычной печатной платой FR-4, несмотря на схожесть производственного процесса, заключается в различии свойств материала.В качестве основного материала для радиочастотной печатной платы используется ламинат с медным покрытием, предназначенный для высокочастотных и высокоскоростных применений. Этот материал обладает такими характеристиками, как низкая диэлектрическая проницаемость (Dk) и низкий коэффициент диэлектрических потерь (Df), что имеет решающее значение для обеспечения скорости и качества передачи сигнала.

RF PCB

Сравнение диэлектрической проницаемости печатной платы RF и печатной платы FR-4 (Dk)

1.Радиочастотная печатная плата требует, чтобы подложка имела стабильную и низкую диэлектрическую проницаемость, поскольку скорость распространения сигнала обратно пропорциональна квадратному корню из диэлектрической проницаемости материала, а высокая диэлектрическая проницаемость приведет к задержке сигнала.

2. В отличие от этого, к обычной печатной плате FR-4 предъявляются более жесткие требования по диэлектрической проницаемости, главным образом для удовлетворения основных требований к подключению к схеме.

Сравнение коэффициента диэлектрических потерь (Df) радиочастотной печатной платы и печатной платы FR-4

1. Для радиочастотной печатной платы требуется, чтобы подложка имела чрезвычайно низкие диэлектрические потери, чтобы уменьшить затухание и накопление тепла при передаче сигнала.

2. К обычной печатной плате FR-4 предъявляются относительно низкие требования в этом отношении.

Характеристики импеданса RF-печатной платы в сравнении с печатной платой FR-4

1. Контроль импеданса является одним из основных принципов высокоскоростного проектирования, и RF-печатная плата имеет строгие требования к этому, чтобы обеспечить стабильность и целостность передачи сигнала.

2. Обычные печатные платы FR-4 обычно более гибки с точки зрения контроля импеданса.

Сравнение водопоглощения радиочастотной печатной платы и печатной платы FR-4

1. Для радиочастотной печатной платы требуется низкое водопоглощение подложки, чтобы предотвратить изменение диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь из-за влаги.

2. К обычной печатной плате FR-4 предъявляются более мягкие требования в этом отношении.

Свойства материала радиочастотной печатной платы: Основное внимание уделяется значениям диэлектрической проницаемости (Dk) и коэффициента диэлектрических потерь (Df), а также их постоянству и стабильности. Эти параметры имеют решающее значение для обеспечения качества и эффективности передачи сигнала.

Сценарии применения: Радиочастотные печатные платы широко используются в системах связи, автомобильных ADAS (передовых системах помощи водителю), спутниковой связи и других областях для удовлетворения растущего спроса на высокочастотную и высокоскоростную передачу сигналов.

Свойства быстродействующих материалов: Основное внимание уделяется оптимизации диэлектрических потерь (Df). Широко используемые на рынке быстродействующие материалы подразделяются на различные марки в зависимости от величины диэлектрических потерь для удовлетворения потребностей различных областей применения.

Радиочастотная печатная плата не только фокусируется на стабильности и диапазоне изменения диэлектрической проницаемости (Dk), но и придает большое значение таким ключевым показателям, как толщина диэлектрика материала, коэффициент температурного дрейфа и стробоскопические характеристики. Материалы для радиочастотных печатных плат в основном делятся на политетрафторэтиленовые (PTFE) и НЕПТФЭ-материалы, не содержащие PTFE. Подходящий тип материала выбирается в зависимости от конкретной области применения.

Материал из полифениленового эфира (PPO или PPE): В последние годы он привлек к себе большое внимание. По своим диэлектрическим свойствам он уступает только PTFE, а по технологическим характеристикам превосходит его. Для применения в высокоскоростных платах с очень низкими потерями (Very Low Loss) и сверхнизкими потерями (Ultra Low Loss) широко используются модифицированные PPO-смолы, такие как Panasonic M6, M7N и IT968, IT988GSE от Lianmao.

Решение для радиочастотных печатных плат: Хотя материалы из ПТФЭ и PCH имеют хорошие показатели по диэлектрическим потерям (Df) и диэлектрической проницаемости (Dk), производительность обработки ограничивает их применение в многослойных платах и HDI-платах. Чтобы решить эту проблему, разработчики материалов используют модифицированную PPO-смолу для изготовления высокочастотных плат, таких как IT-88GMW, IT-8300GA, IT-8350G, IT-8338G и IT-8615G, выпущенных компанией Lianmao. Благодаря смешиванию модифицированной смолы PPO и углеводородной смолы не только удовлетворяются потребности в передаче высокочастотных сигналов, но и значительно улучшается технологичность материала.

Будущие тенденции развития радиочастотных печатных плат: С непрерывным развитием технологии связи 5G к высокочастотным изделиям предъявляются все более жесткие требования к печатным платам. Для передачи высокочастотного сигнала требуются более низкие диэлектрические потери (Df) и более стабильная диэлектрическая проницаемость (Dk). В то же время тенденция к миниатюризации и унификации продукции способствует развитию печатных плат в направлении высокого слоя и HDI, что предъявляет более высокие требования к технологичности материалов. Таким образом, полифениленэфирная смола (PPO или PPE) демонстрирует хорошие перспективы развития благодаря своим превосходным диэлектрическим свойствам и технологическим характеристикам и в будущем станет важным направлением развития радиочастотных печатных плат.