RF- en microgolfprintplaten beheersen: Een uitgebreide gids voor ingenieurs

Trefwoorden: RF printplaat

RF printplaten worden een interessante, snelgroeiende nichemarkt binnen de printplaatindustrie. Ze zijn ook opmerkelijk divers en het is gemakkelijk om urenlang te verdwalen bij het proberen te beslissen welke augmented reality-optie te volgen. Ingenieurs bespreken graag de beslissingen voor elke fase van fabricage/assemblage of de beperkingen, valkuilen en mogelijkheden in het proces van het bouwen van uw RF printplaat.

Wat is een RF Printplaat?

Volgens de normen van de printplaatindustrie wordt een RF printplaat gedefinieerd als elke hoogfrequente printplaat die boven 100 MHz werkt.

Voor de radiofrequentieklasse waar de snelheid meer dan 2 GHz bedraagt, hebben we het over een Magnetron printplaat.

Wat is een Magnetron Printplaat?

Het primaire onderscheid tussen RF printplaten en Magnetron printplaten ligt in de radiofrequentie waarbinnen ze functioneren. Dit zijn Magnetron printplaten, elke RF printplaat die opereert boven 2GHz. RF printplaten en Magnetron printplaten worden veel gebruikt voor communicatiesignalen in elk systeem dat ontvangst en verzending van radiosignalen nodig heeft.

Magnetron Printplaat en Radiofrequentie Circuits:

Typische Moeilijkheden en Hun Oplossingen

RF printplaten en Magnetron printplaten zijn bijvoorbeeld veel uitdagender om te ontwerpen dan de normale lay-out van printplaten. Dit gezien de synonieme problemen die kunnen optreden bij ontvangst of verzending van de radiosignalen. Enkele van de meest significante problemen zijn kwesties van ruisgevoeligheid en strengere impedantietoleranties.

Radio- en magnetronsignalen zijn veel gevoeliger voor ruis dan gewone printplaten, en hebben tegelijkertijd veel strengere toleranties voor impedantie. Bovendien kunnen deze problemen worden opgelost met behulp van grondvlakken en het aanbieden van een royale bochtstraal bij de impedantie-gestuurde sporen. Deze oplossingen zullen uiteindelijk helpen om de RF/Magnetron printplaat zijn beste prestaties te laten realiseren.

RF Printplaat Toepassingen

RF printplaten hebben zeer veelzijdige toepassingsvooruitzichten in gebieden zoals draadloze technologieën, communicatie, smartphones, sensoren, robotica en beveiliging. RF printplaten zijn nu in trek, vooral omdat er tegenwoordig nieuwe innovaties in de elektronica opkomen om aan de behoeften van de klant te voldoen.

Het selecteren van een gekwalificeerde RF printplaat fabrikant is belangrijk om ervoor te zorgen dat de printplaten worden vervaardigd volgens nauwkeurige specificaties en binnen de juiste tijd. Over de reputatie van ons bedrijf gesproken – deze is vrijwel onberispelijk. Het bedrijf is trots op het feit dat we in staat zijn om de lay-out van enkele van de meest uitdagende concepten van vandaag te verzorgen.

RF MATERIALEN PER TOEPASSING

We kunnen ook helpen met elk aspect van de printplaatkosten, tot aan fabricageaanbevelingen voor een strakke, vijftig-lagen printplaat.

Het is bepaald niet eenvoudig om RF printplaten te fabriceren, maar er is geen magie bij het proces betrokken.

Daarom zijn hieronder verschillende factoren die ingenieurs in overweging moeten nemen als ze een RF fabricageproject moeten ondernemen:

Hoewel parameters zoals diëlektrische constante voor de meeste toepassingen buiten RF als constante getallen kunnen worden beschouwd, zijn ze veel variabeler in die sterke frequentiebereiken.

Warmtemanagement binnen de printplaat is belangrijk vanwege de extreme thermische belasting die een printplaat assemblage op de printplaat legt. Tijdens de booroperatie is de thermische geleidbaarheid of weerstandskarakteristiek van het materiaal cruciaal voor de laag-naar-laag oriëntatie van meerlaagse stapels.

De afstanden tussen de kenmerken zullen ook cruciaal zijn, aangezien RF printplaten zeer gevoelig kunnen zijn en kunnen interfereren met nabijgelegen kenmerken.

Het bepalen van het juiste materiaal om te gebruiken, afhankelijk van de beoogde toepassing en kosten, is daarom belangrijk, aangezien de meeste van de resterende uitdagingen uit deze beslissing zullen voortkomen.

Bij het selecteren van materiaal voor RF-printplaten moeten altijd bepaalde essentiële eigenschappen worden overwogen.

Het kiezen van het juiste materiaal kan het hele fabricageproces van de RF-printplaat compenseren, aangezien dit wellicht de belangrijkste beslissing is die wordt genomen.

De Diëlektrische Constante, een Dynamische Karakterisering

De diëlektrische constante van een materiaal wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de energie die wordt opgeslagen in het materiaal wanneer het zich in een elektrisch veld bevindt, en de energie die wordt opgeslagen in een vacuüm bij dezelfde veldsterkte.

Het is afhankelijk van de richting, daarom verschilt deze diëlektrische constante van de andere, gebaseerd op de assen van het materiaal.

De eerste wordt gemeten met behulp van de Thermische Uitzettingscoëfficiënt.

De thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE) is de maatstaf voor hoe de afmeting van een stuk verandert bij een gegeven temperatuurverandering. Het is ook een methode om thermische veerkracht te kwantificeren. Het speelt een belangrijke rol in het boor- en assemblageproces van de fabricage van printplaten.

Net als in een meerlagige stapel zullen de elektronische materialen, die verschillende CTE's kunnen hebben, op een andere manier van vorm veranderen. Het uitlijningsprobleem wordt een zeer grote zorg tijdens het boorproces wanneer de bovenste laag sneller groeit dan de onderste laag.

PTFE, zonder twijfel een van de hoogste kwaliteit RF-materialen die veel worden gebruikt, kan bij het boren uitvloeien als het heet wordt en dat kan niet worden verwijderd. In de functionele integratiefase waar componenten worden gesoldeerd, bepaalt de CTE hoe het omgaat met de thermische uitzettingsspanning van het solderen. Een slechte CTE kan leiden tot een gebroken printplaat in de eindfase, wat zeer kostbaar is voor het bedrijf.

Om deze problemen aan te pakken, zal een materiaal met een lagere CTE sterker zijn als het gaat om boren en assemblage.

Verliestangens

Verliestangens, net als de dynamische diëlektrische constante, is een van die moeilijke effecten die optreedt bij RF maar niet echt nadelig is in ontwerpen met lagere frequenties. Dat is het resultaat van de moleculaire structuur van het materiaal, de stof van het daadwerkelijke kledingstuk.

Als gevolg daarvan wordt het signaal verspreid, geabsorbeerd en als warmte verbrand wanneer de frequentie toeneemt. Een nogal belangrijk punt is dat in een analoge schakeling amplitudeverlies plaatsvindt.

Terwijl in complexe meerlagige printplaten gevormde componenten behoorlijk compact kunnen worden en extra warmte die tijdens bedrijf wordt geproduceerd een factor is om rekening mee te houden.

Afscheiding

Waar reiniging betreft, kan afscheiding een beetje een probleem zijn in RF-toepassingen vanwege overspraak en wat het skineffect wordt genoemd.

Overspraak is een situatie waarbij de hoogte van de printplaat met elkaar begint te interacteren, bijvoorbeeld signalen worden gekoppeld of interfereren met nabijgelegen onderdelen en ongewenste koppeling. Het skineffect is een situatie waarin de weerstand van een spoor begint te stijgen, wat leidt tot verliezen van resistieve aard, die warmte veroorzaken in een circuit. Het is evenredig met factoren zoals spoorbreedte en -lengte, en het probleem escaleert naarmate de frequenties stijgen.

De minimale veilige afstanden variëren op verschillende manieren. Als u antwoorden nodig heeft op vragen over minimale afstand of andere RF-printplaatontwerprichtlijnen, neem dan vandaag nog contact op met SFC.

Vochtabsorptie

Een andere factor om naar te kijken is de context waarin uw apparaat zal werken. Als de printplaat uiteindelijk in een lab met een luchtgecontroleerde omgeving terechtkomt, hoeft u zich met dit materiaal wellicht geen zorgen te maken over vochtabsorptie. Als de printplaat echter buiten wordt geïnstalleerd, of in een regenachtig klimaat, of mogelijk zonder voorafgaande planning korte periodes in en uit water zal zijn, dan krijgt vochtindringing een hoger belang.

Kosten versus Prestaties

Bepaalde materiaaltypen beschikken over opmerkelijke eigenschappen. Hun voorgestelde diëlektrische constanten en CTE's zijn specifiek ontworpen om bij uw toepassing te passen. Helaas zijn dergelijke materialen doorgaans kostbaar. Het is echter een uitdaging om een goede balans te vinden tussen de kosten, elektrische prestaties en thermische eigenschappen; maar zeker niet onhaalbaar.