ПЕЧАТНАЯ PCB - Что такое HF PCB?

Что такое HF PCB? HF означает высокочастотную печатную плату, специальную плату для высокочастотных электромагнитных волн, с частотой 1 ГГц и выше. Ее физические свойства, точность и технические параметры очень высоки. HF PCB обычно используется в радиолокационных системах, спутниках, антеннах, системах мобильной связи - усилителях мощности и антеннах, геостационарных спутниках, микроволновых каналах E-диапазона точка-точка, метки радиочастотной идентификации (RFID), воздушных и наземных радиолокационных системах, миллиметровых волнах, системах наведения ракет, спутниковых приемопередатчиках и других областях.

Требования к импедансному контролю HF PCB строгие, контроль относительной ширины линии точен, а общая допускаемая погрешность составляет около двух пунктов; из-за особенностей высокочастотных печатных плат, адгезия медного затопления PTH невысока, поэтому необходимо использовать плазменное оборудование для шероховатости сквозных отверстий и поверхности, чтобы усилить адгезию; высокочастотные печатные платы представляют собой особые платы с высокой электромагнитной частотой.

При производстве ВЧ печатных плат диэлектрические потери (Df) незначительны и в основном влияют на качество передачи сигнала. Чем меньше диэлектрические потери, тем меньше потери сигнала; чем ниже коэффициент поглощения, тем выше коэффициент поглощения, что влияет на диэлектрик, и диэлектрические потери также пострадают. Диэлектрическая проницаемость (DK) должна быть низкой и стабильной. Обычно, чем ниже скорость передачи сигнала, тем лучше. Скорость передачи сигнала обратно пропорциональна квадратному корню из диэлектрической проницаемости материала. Высокая диэлектрическая проницаемость может вызвать задержки в передаче сигнала. Диэлектрическая проницаемость (Dk) подложки ВЧ печатной платы должна быть низкой и стабильной, в целом, чем меньше, тем лучше, скорость передачи сигнала обратно пропорциональна квадратному корню из диэлектрической проницаемости материала, а высокая диэлектрическая проницаемость может вызвать задержки в передаче сигнала. По возможности соответствовать коэффициенту теплового расширения медной фольги, так как несоответствие приведет к отделению медной фольги при перепадах температур; другие характеристики, такие как термостойкость, химическая стойкость, ударная прочность, прочность на отрыв и т. д. Водопоглощение подложки ВЧ печатной платы должно быть низким, высокое водопоглощение может вызвать увеличение диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь из-за влаги.

В настоящее время более распространенным материалом для HF-PCB является Тейфлон, который обычно используется на частотах выше 5 ГГц. При производстве HF-PCB часто применяются платы Rogers, ISOLA, Taconic, Panasonic, Taiyo и отечественные Wangling.

Как справиться с некоторыми теоретическими противоречиями при фактическом монтаже HF-PCB?

Правильно разделять аналоговую и цифровую землю. Важно отметить, что маршрутизация сигнала не должна пересекать замок, а путь возврата тока между источником питания и сигналом не должен быть слишком большим. Кварц представляет собой аналоговую схему автогенератора с положительной обратной связью, и для стабильного генерируемого сигнала необходимо соответствовать требованиям к усилению и фазе контура. Эти аналоговые генераторные характеристики очень легко подвержены помехам, и даже при добавлении защитных заземляющих дорожек полное изолирование помех может быть невозможно. Кроме того, слишком большое расстояние от заземляющей плоскости также может влиять на схему автогенератора с положительной обратной связью. Поэтому расстояние между кварцем и чипом должно быть как можно ближе.

Высокочастотные печатные платы свыше 2ГГц относятся к радиочастотному схемотехническому проектированию и не входят в сферу высокоскоростного цифрового проектирования.

 Размещение (layout) и разводка (routing) радиочастотных схем должны рассматриваться вместе с схемой, поскольку они могут вызывать распределительные эффекты. Кроме того, 

некоторые пассивные компоненты радиочастотного проектирования реализуются параметрическим определением и медными листами специальной формы, поэтому требуется, 

чтобы инструменты EDA предоставляли параметрические устройства и позволяли редактировать медные листы специальной формы. В Mentor Company в BoardStation есть специальный

модуль для радиочастотного проектирования, который может удовлетворить эти требования. Кроме того, общее радиочастотное проектирование требует специализированного инструмента 

для анализа радиочастотных схем, наиболее известным в отрасли является программа Agilent, а инструменты Mentor имеют хороший интерфейс.

Действительно, существует множество конфликтов между высокоскоростными кабелями и требованиями к ЭМС. Однако основной принцип заключается в том, что добавленные для борьбы с ЭМС резистор-конденсатор или ферритовые бусины не должны приводить к выходу некоторых электрических характеристик сигнала за допустимые пределы. Поэтому лучше сначала использовать методы разводки и многослойных технологий печатных плат для решения или уменьшения проблемы ЭМС, например, высокоскоростные сигналы на внутренних слоях. В конце концов, применяется резистор-конденсатор или ферритовая бусина для минимизации вреда для сигнала.

С быстрым развитием технологий характеристики оборудования становятся все более сложными, многие устройства разрабатываются в микроволновом диапазоне или даже в диапазоне миллиметровых волн. Это также означает, что частоты увеличиваются, а требования к подложкам печатных плат становятся выше. Поскольку частота мощного сигнала увеличивается, потери материала подложки должны быть очень малыми, поэтому важность высокочастотных плат становится все более очевидной.