고주파 적층판 설명: RF 또는 마이크로파 PCB의 주요 발전

키워드: RF 마이크로파 PCB

이것이 지난 몇 년 동안 우리가 마이크로파 및 RF 인쇄 회로 기판에 투자하여 제조 능력을 확장하고 고주파 라미네이트의 글로벌 생산자가 되어야 했던 이유입니다. RF 및 마이크로파 PCB에는 RF 또는 마이크로파 신호를 전달하는 요소들이 있습니다.

대체로, 이러한 응용 분야는 단순한 표준 FR-4의 기능을 넘어서는 전기적, 열적, 기계적 또는 기타 성능 프로필을 가진 라미네이트를 요구합니다. PTFE 기반 마이크로파 라미네이트 제조에 대한 우리의 광범위한 경험으로 인해, 대부분의 응용 분야가 높은 신뢰성과 낮은 공차를 요구한다는 것을 알고 있습니다.

하이브리드 PCB는 적층 구조 내부에 FR-4와 PTFE 또는 기타 재료를 모두 사용하는 RF 및 마이크로파 PCB의 특별한 범주입니다.

PCB 재료 재고

모든 RF PCB 응용 분야의 다양한 특징을 고려하여, 우리는 Rogers, Arlon, Nelco, Taconic 및 기타 많은 주요 재료 공급업체들과 전략적 관계를 형성했습니다. 대부분의 재고는 전문적이지만, 우리는 Rogers(4003 및 4350 시리즈), Arlon 등의 제품을 창고에 상당히 잘 보유하고 있습니다. 신속한 대응을 가능하게 하기 위한 재고 유지 비용은 일반적으로 매우 비싸기 때문에, 이를 수행하려는 조직은 거의 없습니다.

고기술 회로 기판 제조에 사용되는 고주파 라미네이트는 신호의 민감도와 대부분의 응용 분야에서 열 전달과 관련된 문제로 인해 이러한 회로 기판의 설계 과정을 복잡하게 만듭니다. 최적의 고주파 PCB 재료는 기존 PCB에 통합된 FR-4 재료에 비해 낮은 열전도율을 나타냅니다.

RF 및 마이크로파 신호는 극도로 노이즈에 민감하며, 기존 디지털 회로 기판보다 더 높은 임피던스 요구 사항을 가집니다. 임피던스 제어 트레이스에 접지면과 충분한 굽힘 반경을 적용하여 설계가 최상의 방식으로 작동하도록 해야 합니다. 현재 거의 모든 PCB 조립 및 제조업체는 많은 전자 제품에 사용되는 표준 PCB를 제공합니다. 그러나 그들 모두가 RF 및 마이크로파 PCB를 제작할 수 있는 능력을 갖추고 있지는 않을 수 있습니다. 전자 장치에 대한 관심 확대와 새로운 발전은 이러한 PCB의 광범위한 진전에 기여했습니다.

회로의 파장은 주파수와 재료에 의존하기 때문에, 더 높은 유전 상수(Dk) 값을 가진 RF 마이크로파 PCB 재료는 특정 임피던스와 특정 주파수 범위에 대해 소형화된 회로 설계로 가장 작은 PCB를 이끌어 낼 수 있습니다. 대부분의 경우, 더 높은 Dk를 얻기 위해 Dk가 6 이상인 라미네이트가 다층 구조에서 저비용 FR-4 재료와 함께 사용됩니다.

사용 가능한 PCB 재료의 CTE, 유전 상수, 열 계수, TCDK, DF, 심지어 상대 유전율 및 손실 탄젠트와 같은 항목들을 알면 RF PCB 설계자가 원하는 특성을 충족하고 가능하면 그 이상을 달성하는 설계를 개발하는 데 도움이 될 것입니다.

사용할 기판 유형에 대한 최종 결정을 내리기 전에, 회로 작동 주파수와 주요 구성 요소의 대략적인 치수가 확립된 후 최종 결정을 위해 남겨질 수 있는 일정 범위의 기판 두께에 대한 선폭과 같은 다른 몇 가지 요소들을 결정해야 합니다.

다양한 RF PCB 재료 유형은 다음과 같습니다:

세라믹으로 강화된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)은 뛰어난 전기적 및 기계적 안정성을 보여줍니다. 로저스 RO3000 시리즈 회로 소재는 우수한 기계적 특성을 가지며 유전 상수(Dk)에 변화가 없어, 서로 다른 유전 상수 소재를 사용한 다층 기판 설계에서 휨 또는 신뢰성 문제가 발생하지 않습니다. 타코닉 RF 시리즈 제품은 낮은 손실 계수와 높은 열전도율을 가능하게 하여, 경쟁사 하이드로카본 기반 소재처럼 산화되거나 황변하거나 유전 상수 및 손실 계수가 상향 변동하는 현상이 없습니다.

Megtron 6 회로 기판 소재 – 초저손실, 고내열성 및 무할로겐 구성 요소입니다. 높은 TG와 하이드로카본 수지 기반 MEGTRON 6의 최소 팽창률로 인해, 이 소재는 고밀도 상호 연결(HDI) 및 고속(3GHz 이상) 응용 분야의 '선택 소재'가 됩니다.

직조 유리 강화 PTFE 적층판은 매우 가벼운 직조 유리섬유로 만들어지며, 절단 섬유 강화 PTFE 복합재보다 치수 안정성이 더욱 뛰어납니다. 타코닉 TL 계열 소재와 같은 제품에서는 손실 계수가 당연히 낮아, 77GHz용으로 설계된 레이더 및 밀리미터파 주파수의 다른 안테나에 이상적입니다.

하이드로카본 세라믹 적층판은 마이크로파 및 밀리미터파 주파수 설계에 사용되며, 이 저손실 소재는 다른 PTFE 소재에 비해 회로 제작이 더 용이하고 특성이 효율적입니다. 로저스 RO4000 시리즈 제품은 넓은 범위의 유전 상수(2.55-6.15)로 제공되며 평균에서 높은 수준의 열전도율(.6-.8)을 가집니다.

로저스 RT/듀로이드 고주파 회로 소재와 같이 유리 또는 세라믹이 충진된 PTFE 적층판이 존재하며, 이는 낮은 전기적 손실, 낮은 흡습성, 우주 사용에 적합한 낮은 가스 방출 특성을 지닙니다.

열경화성 마이크로파 적층판은 낮은 TCDR, 구리와 일치하는 열팽창 계수 및 우수한 기계적 내구성을 통합합니다. 로저스 TMM은 고주파 적층판으로, 특히 신뢰성 있는 스트립라인 및 마이크로스트립 회로에 적합합니다.

전문 처리 장비

대부분의 마이크로파/RF PCB 처리 공정은 표준 제조 장비와 유사합니다. 그러나 가장 복잡한 설계 솔루션은 전문 장비의 사용을 전제로 합니다. 당사는 상당한 투자를 통해 사내에 다음을 보유하고 있습니다: 플라즈마 에칭 장비는 스루홀의 품질을 높여 첨단 기술의 드릴링 요구사항을 견딜 수 있도록 사용됩니다. 플라즈마 에칭에서는 기판의 스루홀 및 다른 표면이 플라즈마 또는 에칭 가스를 사용하여 에칭되어 후속 코팅을 위한 공간을 만듭니다. LDI 장비는 더 전통적인 포토 노광 도구에 비해 매우 좁은 트레이스 폭과 정밀한 앞뒤 정렬을 달성할 수 있게 합니다. 다양한 소재에 필요한 레이저 드릴 장비는 기계적 절단 시 버, 느슨한 섬유 또는 열에 의한 변색을 남길 수 있기 때문입니다. 이는 또한 고객이 당사에 발주하는 모든 주문에 대해 최고 품질의 마이크로비아를 제공할 수 있도록 보장합니다.

RF 및 마이크로파 PCB 조립의 표준 절차

현재 거의 모든 PCB 조립 및 제조업체는 많은 전자 제품에 배치되는 표준 PCB를 제공합니다. 그러나 그들 모두가 RF 및 마이크로파 PCB를 제작할 수 있는 능력을 갖추고 있지는 않을 수 있습니다. 전자 장치에 대한 관심 확대와 새로운 발전은 이러한 PCB의 광범위한 진전에 기여했습니다. 다음은 이러한 PCB를 제작할 때 고려되는 몇 가지 중요한 사항들입니다.

RF 마이크로파 PCB는 고품질 FR4, 세라믹 충전 탄화수소 등과 같은 우수한 소재를 사용하여 제조됩니다. 이러한 소재는 상당히 두껍고 다양한 형태로 쉽게 구부릴 수 있어 널리 사용됩니다. 또한 열팽창 계수(CTE) 사양이 우수합니다. 이러한 소재는 안정적인 보드 구조를 제공하여 극한 조건에서 기능이 향상되도록 돕습니다.

RF 및 마이크로파 PCB에 사용되는 소재는 모든 종류의 불리한 조건에서 보드의 성능을 보장해야 합니다.

HT 소재는 매우 정밀한 형상과 세밀한 패턴을 포함하여 높은 층 수 구성이 가능함을 의미합니다.

레이저 장비는 또한 좁은 트레이싱 폭을 구현하는 데 사용될 뿐만 아니라 이러한 보드의 이미징에도 통합됩니다.