PCB-Technologie - Auswahl von Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplattenmaterialien

Mit der steigenden Nachfrage nach Mobilität und Portabilität elektronischer Geräte, die Miniaturisierung von Hochfrequenz-Mikrowelle und Funk Frequenzschaltungen ist immer wichtiger geworden. Bevor Sie mit der Entwicklung elektronischer Produkte beginnen, Auswahl eines geeigneten Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplatte Material kann helfen, kleinere HF- und Mikrowellenschaltungen zu entwerfen. Für einen bestimmten Frequenzbereich, die Verwendung von Hochfrequenz-Leiterplatte Materials with a higher dielectric constant (Dk) usually makes die design size and structure of the circuit smaller. Allerdings, Die Verwendung von Platten mit einem höheren Dk-Wert erhöht die Einfügedämpfung der Schaltung und kann auch die Leistung anderer Aspekte der Schaltung verringern. Zur gleichen Zeit, der Dk-Wert des Leiterplatte Material beeinflusst auch die Indexparameter der Schaltung, wie: Strahlungsverlust, Dispersion, Kupplung, etc.

Für eine bestimmte Frequenz, Die Wellenlänge im Medium nimmt mit der Zunahme der Leiterplatte Material Dk, Daraus ergibt sich eine Schaltungsgröße, die auf einem Leiterplatte Material with a higher Dk value than a circuit with a lower Dk value Die circuit size designed on the material of high frequency microwave radio Frequenz-Leiterplatte ist kleiner. Darüber hinaus, Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplatte Materialien with a higher Dk value will also reduce the phase velocity of electromagnetic waves (EM) passing through these Materialien. Die Dk der Hochfrequenz-Mikrowellenfrequenz Leiterplatte material usually adopts the value measured through the z-axis direction of the material (that is, the thickness direction) at 10 GHz. Die Z-Achse Dk Wert von kommerziellen Leiterplatte materials can be as high as 10 (or higher) or as low as 2 (compared to air with Dk equal to 1). Aber objektiv gesehen, aber in der Regel mit einem Dk-Wert von 6 oder höher, Es kann als eine Platte mit hoher dielektrischer Konstante betrachtet werden.

Die Übertragungsleitung aus hochfrequentem Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplattenmaterial mit niedrigerem Dk-Wert hat eine schnellere Phasengeschwindigkeit. Für die Miniaturisierung phasensensibler Schaltkreise (wie Phased Array Antennen) muss der Einfluss von Dk berücksichtigt werden. Darüber hinaus weist das Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplattenmaterial mit einem höheren Dk-Wert eine größere Dispersion auf als das Leiterplattenmaterial mit einem niedrigeren Dk-Wert. Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplattenmaterialien mit einem höheren Dk-Wert werden normalerweise in Richtkopplern und anderen Schaltungen verwendet, die höhere Kopplungskoeffizienten erfordern.

Was Dk betrifft, high-frequency microwave radio Frequenz-Leiterplatte Materialien sind in der Regel anisotrop. Obwohl die Dk-Werte der Materialien auf den drei Achsen unterschiedlich sind, Menschen werden üblicherweise entsprechend dem Dk-Wert des Materials in der z-Achse Richtung gewohnt. Vergleichen Sie miteinander. Für Materialien mit höheren Dk-Werten, Der Unterschied in Dk zwischen der z-Achse und der x-y-Ebene der Schaltung ist oft größer als bei Materialien mit niedrigeren Dk-Werten. Die Dk-Werte in allen drei Dimensionen der Hochfrequenz-Mikrowellenfrequenz Leiterplatte material will jointly determine the performance of the transmission line (such as the microstrip line) made on the material. Für viele High-Frequenzschaltungen, Es besteht in der Regel keine Notwendigkeit, die Anisotropie-Eigenschaften von Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplatte Materialien Dk, Aber Anisotropie bringt einige mögliche unbekannte Probleme mit sich, Besonders wenn die xy-Ebene Dk-Wert und z Wenn die Dk-Werte auf der Achse sehr unterschiedlich sind. Dieser Unterschied kann unerwartete Probleme im randparallelen Kupplungskreis verursachen, weil die Kopplung stark vom Dk-Wert auf der x-y-Ebene abhängt.

Beim Versuch, die Schaltung zu miniaturisieren, ist der einfachste Weg zu denken, die Dicke des Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplattenmaterials zu minimieren, aber die Dicke des Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplattenmaterials beeinflusst die Leistung mehrerer Indikatoren der Hochfrequenz-Schaltung. Obwohl der Strahlungsverlust von Hochfrequenzschaltungen mit der Frequenz zunimmt, weisen dickere Leiterplattenmaterialien auch höhere Strahlungsverluste auf als dünnere Leiterplattenmaterialien mit dem gleichen Dk-Wert. Für ein gegebenes Schaltungslayout und Design beeinflusst die Wahl von Dk auch die Größe des Strahlungsverlusts, da der Strahlungsverlust des Leiterplattenmaterials mit einem höheren Dk-Wert geringer ist als der des Leiterplattenmaterials mit einem niedrigeren Dk-Wert.

For circuits that may cause resonance or stray interference (for example, zwischen Schaltungen in Mehrschichtige Leiterplatte high-frequency microwave radio frequency), es ist vorteilhaft, dünner zu verwenden Leiterplatte materials. Der Grad der Resonanzspuren hängt normalerweise von der Art der Übertragungsleitung in der Schaltung ab. Zum Beispiel, Mikrostreifenübertragungsleitungen sind oft anfälliger für Resonanz- und Ausbreitungsprobleme als andere HF-Typen/microwave transmission lines (such as strip lines, coplanar waveguide CPW transmission lines). Dünner Leiterplatte Materialien können helfen, die Größe von PCB-Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Hochfrequenz-Leiterplatten zu reduzieren, bei gleichzeitiger Begrenzung von Strahlungsverlusten und Übertragungsleitungsproblemen, wie Resonanz und Intermodulation. Gemeinsame Ingenieurerfahrung ist Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplatte Materialien, die dünner als eine Viertelwellenlänge der höchsten Betriebsfrequenz des Schaltkreises sind. Aber eine sicherere Methode ist, eine Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplatte Material, das dünner als ein Achtel Wellenlänge der höchsten Betriebsfrequenz in Bezug auf Dicke ist.

Die Leitungsbreite einer Übertragungsleitung (z. B. einer Microstrip-Leitung) hängt von der Dicke eines Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplattenmaterials (z. B. eines Leiterplattenlaminats oder eines Prepreg-Materials) ab. Schaltungen mit dickeren Substraten erweitern die Leiterbreite, was den Leiterverlust und die Einfügedämpfung der Schaltung verringern kann. In diesem Fall können jedoch einige Probleme bei der elektromagnetischen Wellenausbreitung auftreten. Um die Dicke des Leiterplattenmaterials auszuwählen, das für Hochfrequenz-Design geeignet ist, sollte in der Regel die Leiterbreite auch kleiner als ein Achtel Wellenlänge der höchsten Betriebsfrequenz sein.

Das Dk des Hochfrequenz-Mikrowellen- und Hochfrequenz-Leiterplattenmaterials spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Leiterbreite der Übertragungsleitung, da der Leiter der gleichen Größe, der auf dem Hoch-Dk-Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Hochfrequenz-Leiterplattenmaterial entworfen wurde, einen niedrigeren Wert als die gleiche Schaltung auf der Nieder-Dk-Material的Impedanz hat. Um die Schaltung mit einer charakteristischen Impedanz von 50Ω zu erhalten, wird die Schaltung, die auf dem Leiterplattenmaterial mit einem höheren Dk-Wert ausgelegt ist, schmaler sein.

When designing circuits using high frequency microwave radio Frequenz-Leiterplatte Materialien mit unterschiedlichen Dk-Werten, viele Kompromisse müssen berücksichtigt werden. Die Verwendung von High-Dk Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplatte Materialien können nicht nur die Schaltungsgröße reduzieren, Realisieren Sie aber auch leistungsstarke miniaturisierte Schaltungen durch Kombination von High-Dk und Low-Dk Leiterplatte materials. Zum Beispiel, ein Bandpassfilter, der aus einer Resonanzeinheit besteht, seine Größe hängt vom Dk des Leiterplatte material. Wegen des Abstands zwischen den einzelnen Filtereinheiten, die Kupplungsstärke im durch die Leiterplatte Material Dk wird bestimmt. The Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplatte Material mit hohem Dk sorgt für stärkere Kopplung und ermöglicht mehr Platz zwischen den Filterresonanzeinheiten.

In order to verify the advantages of using high-frequency microwave and radio Frequenz-Leiterplatte materials with different Dk values (combining materials with different Dk values into a composite component), ein Verbundmaterial aus Hoch-Dk- und Nieder-Dk-Hochfrequenz-Mikrowellenfrequenzen Leiterplattes wurde entwickelt Bandpassfilter. Das in diesem Filter verwendete High-Dk-Material ist RT/duroid®6010.2LM Schaltungslaminat mit einem Dk-Wert von 10.7; und das verwendete Low-Dk-Material ist ein 2929 Prepreg mit einem Dk-Wert von 2.9, beide sind von Rogers Corporation. Weil unterschiedliche Dk-Werte von Hochfrequenz-Mikrowellen-Hochfrequenz-Leiterplatte Materialien bringen Unterschiede in der Schaltungsleistung, Es ist notwendig, einen Computer zur Simulation und Modellierung zu verwenden, um das erforderliche Verhältnis von zwei verschiedenen Materialdicken zu bestimmen. Diese Modellierungsmethode kann uns helfen, einen perfekten Verbundfilter zu entwerfen. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Größe des Filters, der durch Verbundwerkstoffe konstruiert wurde, nicht nur die Größe eines einzelnen High-Dk-Materials beibehält, hat aber auch eine verbesserte elektrische Leistung. . Zum Beispiel, die harmonische Resonanz hoher Ordnung wird deutlich reduziert, und die Stoppbandeigenschaften des Filters wurden ebenfalls deutlich verbessert. Studien haben gezeigt, dass durch die Verwendung von mehr als einem Leiterplatte Material im Kreislauf, Miniaturisierung der Schaltung ist oft ohne Leistungseinbußen möglich.