精通射頻與微波印刷電路板：工程師全面指南

關鍵詞: 射頻印刷電路板

射頻印刷電路板正成為印刷電路板製造業中一個有趣且快速發展的利基市場。它們也極具多樣性，很容易讓人花費數小時來決定該採用哪種增強現實方案。工程師們樂於討論印刷電路板組裝每個階段的決策，或在構建您的射頻印刷電路板過程中的限制、陷阱與可能性。

什麼是射頻電路板？

根據印刷電路板行業標準，射頻電路板定義為任何工作頻率高於100 MHz的高頻印刷電路板。

對於頻率超過2 GHz的射頻類別，我們稱之為微波印刷電路板。

什麼是微波印刷電路板？

射頻電路板與微波印刷電路板的主要區別在於其工作的射頻範圍。微波印刷電路板是指任何工作頻率超過2GHz的射頻電路板。射頻電路板和微波印刷電路板廣泛應用於任何需要接收和發射無線電信號的系統中的通信信號。

微波印刷電路板與射頻電路：

典型難題及其補救措施

例如，射頻電路板和微波印刷電路板的設計比普通印刷電路板佈局更具挑戰性。這是考慮到無線電信號接收或傳輸中可能出現的同類問題。其中幾個最重要的問題是噪聲敏感度和更嚴格的阻抗公差。

射頻和微波信號比普通電路板對噪聲敏感得多，同時對阻抗的公差要求也嚴格得多。此外，這些問題可以通過使用接地層規劃以及在阻抗控制走線上提供足夠大的彎曲半徑來解決。這些解決方案最終將幫助射頻/微波印刷電路板實現其最佳性能。

射頻板應用

射頻板在無線技術、通信、智能手機、傳感器、機器人和安全等領域具有非常廣泛的應用前景。射頻板目前需求旺盛，特別是考慮到當今電子領域不斷湧現出新創新以應對和滿足客戶需求。

選擇合格的射頻印刷電路板製造商非常重要，以確保電路板按照準確的規格並在合適的時間內製造完成。談到我們公司的聲譽——幾乎是無可挑剔的。公司引以為傲的是，我們能夠為當今一些最具挑戰性的概念提供佈局方案。

按應用劃分的射頻材料

我們還能夠協助處理電路板成本的各個方面，直至為一款流線型的五十層板提供製造建議。

製造射頻印刷電路板絕非易事，但這個過程也並非有什麼魔法。

為此，如果工程師必須承擔一個射頻製造項目，以下幾個因素是他們需要考慮的：

儘管對於射頻以外的大多數應用，介電常數等參數可以被視為常數，但在那些強頻率範圍內，它們的變化性要大得多。

由於印刷電路板組裝施加在板上的極端熱負荷，板內的熱管理非常重要。在鑽孔操作期間，材料的熱導或熱阻特性對於多層堆疊的層間取向至關重要。

特徵之間的距離也將是關鍵因素，因為射頻板可能非常敏感，並會干擾附近的其他特徵。

因此，根據預期應用和成本確定要使用的正確材料非常重要，因為大部分後續挑戰都將源於此決定。

在選擇射頻印刷電路板的材料時，某些關鍵特性必須始終納入考量。

選擇正確的材料可以彌補整個射頻板製造過程，因為這可以說是最重要的決策。

介電常數，一種動態特性

材料的介電常數定義為：置於電場中的材料所儲存的能量，與在相同場強下真空中所儲存能量的比值。

它取決於方向，因此根據材料的軸向，此介電常數會有所不同。

第一項是使用熱膨脹係數來測量的。

熱膨脹係數（CTE）是衡量物體尺寸隨溫度變化的程度。它也是一種量化熱耐受性的方法。它在印刷電路板的鑽孔和組裝過程中扮演重要角色。

正如在多層堆疊中，具有不同CTE的電子材料會以不同的方式改變其形狀。當上層比下層膨脹更快時，在鑽孔過程中對準問題就成為一個非常大的顧慮。

聚四氟乙烯（PTFE）無疑是廣泛使用的一些最高品質的射頻材料，但如果過熱，在鑽孔時可能會產生無法消除的膠渣。在元件焊接的功能整合階段，CTE決定了其如何應對焊接產生的熱膨脹應力。不良的CTE可能導致電路板在最終階段破裂，這對公司而言成本極高。

為了解決這些問題，具有較低CTE的材料在鑽孔和組裝方面會更為堅固。

損耗角正切

損耗角正切，如同動態介電常數，是出現在射頻領域中的那些困難效應之一，但在較低頻率設計中並非真正有害。這是材料分子結構的結果，如同實際衣物的織物結構。

因此，當頻率增加時，信號會分散、被吸收並轉化為熱量燒毀。相當重要的一點是，在類比電路中會發生振幅損失。

而在複雜的多層板中，形成的元件可能變得相當緊湊，運行期間產生的額外熱量是需要考慮的一個因素。

間距

就清潔而言，在射頻應用中，由於串擾和所謂的集膚效應，間距可能是一個問題。

串擾是指電路板高度開始相互影響的情況，例如，信號耦合或干擾附近的部件並產生不期望的耦合。集膚效應是指走線的電阻開始上升，導致電阻性損耗，從而在電路中產生熱量的情況。它與走線寬度和長度等因素成正比，並且問題隨著頻率升高而加劇。

安全的最小距離以不同的方式變化。如果您需要任何關於最小間距問題或其他射頻印刷電路板設計指南的解答，請立即聯繫SFC。

吸濕性

另一個需要考慮的因素是您的設備將在何種環境中工作。如果電路板最終將放置在具有空氣控制環境的實驗室中，那麼您可能無需擔心此材料的吸濕性。然而，如果電路板將安裝在室外，或處於多雨氣候，或可能在未經事先規劃的情況下短時間內進出水中，那麼濕氣侵入就顯得更加重要。

成本與性能

某些材料類型擁有卓越的特性。它們所提出的介電常數和熱膨脹係數是專門為適應您的應用而設計的。不幸的是，這類材料通常成本高昂。然而，在成本、電氣性能和熱特性之間找到良好的平衡是具有挑戰性的；但這絕非無法實現。