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マイクロ波技術

マイクロ波技術 - 高速PCBと高周波PCBの違い

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マイクロ波技術 - 高速PCBと高周波PCBの違い

高速PCBと高周波PCBの違い

2023-01-31
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Author:iPCB

5 G通信の発展と建設に伴い, 電子機器業界向け 高周波と高速プリント配線板. 使用環境が異なるため, 高周波プリント配線板と高速プリント配線板 共通の特徴と異なる点がたくさんあります. 高周波数と 高速プリント配線板 及び板材の樹脂系, 本文は高周波の特徴を述べた プリント配線板 と 高速プリント配線板, そして高周波の未来を展望した プリント配線板 と 高速プリント配線板.


5 Gネットワークペア 高周波高速プリント配線板

5 G、第5世代移動通信。セルラ移動通信は、アナログ通信(1 G)から現在流行しているLTE(4 G)への4つのアップグレードを経験した。2012年以来、5 Gネットワークの研究とテストは急速に進展している。過去、1 Gから4 Gまで、主なシーンは人と人の間のネットワーク通信であり、5 Gネットワークは万物相互接続を満たし、新たな情報ネットワーク革命を開始するだろう。5 G通信産業チェーンは主に以下の5つの重要な一環を含む:

1.ネットワーク計画と設計(初歩的な技術研究とネットワーク建設計画)、

2.主要な無線装置(コアネットワーク、基地局アンテナ、無線周波数装置、光学装置/光学モジュール、小型基地局など、無線サポート、ネットワークカバー及び最適化リンクを配置する)、

3.伝送装置(無線装置の後、有線伝送リンクが必要で、それから光ファイバとケーブル、システム統合、ITサポート、付加価値サービスなど)、

4.端末装置(チップと端末のマッチング)、

5.オペレータ。上記の5つの重要なポイントのほか、次の2つのポイントも重要です。

6.プリント配線板/CCL産業チェーン(基地局無線周波数、ベースバンド処理ユニット、IDC、コアネットワークルータなどに使用)、

7.誘電体導波路フィルタ(基地局無線周波数)。


5 G建設の過程で、異なる業界の製品が使用する周波数帯が異なり、これにより、異なる業界の異なる製品が高周波高速プリント配線板材料に対する要求が異なることになる。このことから、5 Gネットワークは多周波数帯マイクロ波の総合的な応用であることがわかる。そのため、業界によって高速プリント配線板と高周波プリント配線板の選択が異なります。

高速PCB

高速プリント配線板

高周波高速プリント配線板の特徴

1.材料の誘電率Dk及び誘電損失Df

高周波高速プリント配線板については、「誘電率-Dk」と「誘電損失-Df」の2つの概念が避けられない。高速デジタル信号伝送に用いられるプリント配線板誘電体層は、導体間で絶縁層として機能するだけでなく、「特性インピーダンス」としても機能し、信号伝送速度、信号減衰、加熱にも影響を与える

誘電損失の大きさ(Df)は、信号伝送の減衰度を表す。このような信号伝送の減衰は通常、熱の発生と消費に起因する。デジタル信号の高周波高速伝送に伴い、信号減衰と熱消費はデジタル信号の高周波高速伝送に伴い急速に増加することは避けられない。高周波と高速のデジタル信号伝送には、誘電損失(Df)が小さいほど良い。

高速製品と高周波製品の開発過程では、プレートの誘電率(Dk)と誘電損失(Df)が小さい方向に発展することが要求されている。しかし、高周波製品と高速製品の板材に対する需要にはまだいくつかの違いがある。


2.高速材料の特性

高速製品は板の誘電損失(Df)をより重視している。市販の高速材料の等級も誘電損失(Df)に応じて区分される。基板の誘電損失に応じて、異なる基板材料は通常損失、中損失、低損失、極低損失、超低損失に分けられる。)5つの送信信号損失対応レベル。


3.高周波材料特性

高周波材料は高速材料よりも材料のサイズと誘電率(Dk)の変化に重点を置いている。高周波製品は誘電率Dkの変化に非常に敏感である。そのため、高周波材料の重点は誘電率(Dk)の安定性、及び材料の誘電厚さ、温度ドリフト係数とストロボ性能である。業界では高周波材料に対して明確な分類基準はないが、多くのプリント配線板メーカーは材料の誘電率(Dk)に基づいて高周波プリント配線板を大まかに分類している。同じ誘電率Dkを持つ材料は類似しており、相互に置換できると考えられている。

高周波材料の分野では、材料をポリテトラフルオロエチレン(PTFE)材料と非PTFE材料に分ける一般的な方法もある。これは高周波製品の応用分野と密接に関連している。現在のRFフィールドは2つの部分に分けることができる。まず、6 GHZ以下の常用周波数は3.5 GHZ、2.7 GHZと1.8 GHZである。主な製品は電力増幅器、アンテナ校正器、アレイなどの製品である。もう一部は20 GHZ以上のミリ波分野でよく使われる周波数は24 GHZ、66 GHZ、77 GHZで、主な製品はレーダー製品である。これは主に周波数の増加に伴い、非PTFE製品のストロボ効果と誘電損失が信号伝送に与える影響が急激に増加し、PTFE材料はより良い性能特性を持っているからである。

高速PCB

高速プリント配線板

Development prospect of 高周波高速プリント配線板

従来の銅被覆板材料は伝送損失が大きく、高周波信号伝送品質の要求を満たすことができなかった。そのため、5 G通信用プリント配線板基板材料の最も重要な性能は、高周波と高速の要求、および集積化、小型化、軽量化、多機能と高信頼性の要求を満たすことである。特に、樹脂材料は、低誘電率(Dk)、低誘電損失(Df)、低熱膨張係数(CTE)、および高熱伝導性を必要とする。現在、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)熱可塑性プラスチックと炭化水素樹脂(PCH)熱硬化性材料に代表される硬質銅被覆板は、比類のない低誘電体財産のため、高周波/高速プリント配線板基板市場の大部分を占めている。近年、ポリフェニレンエーテル(PPOまたはPPE)、ビスマレイミド(BMI)、シアネート(CE)、トリアジン樹脂(BT)、ベンゾオキサジン(BOZ)、ベンゼンシクロブテン(BCB)、および関連変性などの新規な樹脂材料の高周波/高速プリント配線板基板が開発されている。

ポリフェニレンエーテル(PPOまたはPPE)の誘電特性はPTFEに次ぐものであり、近年業界で注目されている材料の1つである

また、PPO材料の加工性能はPTFE材料よりはるかに優れているため、現在の高速プリント配線板における極低損失と超低損失の多くは変性PPO樹脂であり、例えばパナソニックM 6、M 7 NとフェロシルトIT 968、IT 988 GSEである。高周波プリント配線板材料の樹脂系は主にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)熱可塑性材料と炭化水素樹脂(PCH)である。極めて低い誘電損失(Df)と安定した誘電率(Dk)が得られるが、この材料の不良加工性は高多層板には適さず、HDI板の製品処理にも適さない。5 G通信の発展に伴い、高周波製品のプリント配線板複雑性もますます高くなっている(伝統的な高周波プリント配線板は主に片面と両面であり、多層板の開発はHDI設計要求さえある)近年、材料開発者もPPO樹脂を用いて高周波プリント配線板を作製している。回路基板に極めて低い誘電損失(Df)と安定した誘電率(Dk)を確保しつつ、良好なプリント配線板加工性能を得ることができる。例えば、聯茂が発売したIT-88 GMW、IT-8300 GA、IT-8350 G、IT-8338 G、IT-8615 Gなどの高周波プリント配線板材料は変性PPO樹脂と炭化水素系樹脂の混合系を採用している。高周波信号伝送の要求を満たすと同時に、材料の加工性が大幅に向上した。


On これ one hand, the development of 5G communication towards higher speed and higher frequency inevitably requires the development of material dielectric loss (Df) and dielectric constant (Dk) towards a smaller direction; On the other hand, 5G products require 小型化 and more unification. 対応する プリント配線板 必然的に高層化し高密度化する, which requires はい machinability of ざいりょう. 現在, the use of polyphenylene oxide (PPO or PPE) resin is a good development direction, 高周波から見ても プリント配線板 材料または 高速プリント配線板 materials.