마이크로웨이브 기술 - 고속 PCB와 고주파 PCB의 차이점

5G 통신의 발전과 건설에 따라 전자설비업종의 고주파, 고속PCB에 대한 수요는 갈수록 커지고있다.사용 환경에 따라 고주파 PCB와 고속 PCB는 공통된 특징이 많고 차이점도 있다.고주파 고속 PCB의 사용 환경과 판재의 수지 체계를 바탕으로 고주파 PCB와 고속 PCB의 특징을 설명하고 고주파 PCB와 고속 PCB의 미래 발전을 전망했다.

고주파 고속 PCB에 대한 5G 네트워크 요구 사항

5G, 5세대 이동통신.셀룰러 이동통신은 아날로그 통신(1G)에서 현재 유행하는 LTE(4G)까지 네 차례 업그레이드를 거쳤다.2012년 이후 5G 네트워크의 연구와 테스트는 빠른 진전을 보이고 있다.과거에는 1G에서 4G까지 주요 장면은 사람과 사람 사이의 네트워크 통신이었고, 5G 네트워크는 만물 상호 연결을 만족시키고 새로운 정보 네트워크 혁명을 시작할 것이다.5G 통신산업사슬에는 주로 다음과 같은 다섯가지 중요한 고리가 포함된다.

1.네트워크 계획 설계 (초기 기술 연구 및 네트워크 건설 계획);

2.주요 무선 설비 (핵심 네트워크, 기지국 안테나, 무선 주파수 설비, 광 설비/광 모듈, 소형 기지국 등 배치, 무선 지지, 네트워크 커버리지 및 최적화 링크);

3. 전송 장비(무선 장비에 이어 유선 전송 링크가 필요하고 그 다음은 광섬유 케이블, 시스템 통합, IT 지원, 부가 서비스 등).

4.단말기 (칩과 단말기 일치);

5. 운영자.상술한 다섯 가지 중요한 부분 외에 다음 두 부분도 중요하다.

6. PCB/CCL 산업 사슬 (기지국 무선 주파수, 베이스밴드 처리 단위, IDC, 핵심 네트워크 라우터 등에 사용);

7. 미디어 전도 필터(기지국 주파수).

5G 건설 과정에서 서로 다른 업종의 제품이 사용하는 주파수 대역이 다르기 때문에 서로 다른 업종의 서로 다른 제품이 고주파 고속 PCB 재료에 대한 요구도 다르다.이로부터 알수 있는바 5G 네트워크는 다주파수대역마이크로파의 종합응용이다.따라서 산업별 제품은 고속 PCB와 고주파 PCB에 대한 선택이 달라질 수 있다.

고속 PCB

고주파 고속 PCB의 특징

1. 재료의 개전 상수 Dk 및 개전 손실 Df

고주파 고속 PCB에 대해 말하자면,"개전 상수-Dk"와"개전 손실-Df"라는 두 가지 개념에 대해 불가피하게 이야기할 수 있다.고속 디지털 신호 전송에 사용되는 PCB 미디어층은 도체 간 절연층뿐만 아니라'특성 임피던스'역할도 하며, 신호 전송 속도, 신호 감쇠 및 가열에도 영향을 미친다

개전 손실의 크기(Df)는 신호 전송의 감소 정도를 나타냅니다.이런 신호 전송의 감쇠는 일반적으로 열의 발생과 소모로 인해 일어난다.디지털 신호의 고주파 고속 전송에 따라 신호 감소와 열 소모는 디지털 신호의 고주파 고속 전송에 따라 신속하게 증가할 것이다.고주파 및 고속 디지털 신호 전송의 경우 매체 전력 손실(Df)이 적을수록 좋습니다.

고속 제품과 고주파 제품의 개발 과정에서 패널의 개전 상수(Dk)와 개전 손실(Df)이 비교적 작은 방향으로 발전하도록 요구한다.그러나 고주파 제품과 고속 제품의 판재 수요는 여전히 약간의 차이가 있다.

2. 고속 소재의 특성

고속 제품은 판의 매전 손실에 더욱 관심을 기울인다.시중에 많이 쓰이는 고속 소재의 등급도 개전 손실(Df)에 따라 구분된다.서로 다른 라이닝 재료는 라이닝의 개전 손실에 따라 일반 손실, 중간 손실, 저손실, 극저손실과 초저손실로 나뉜다.)다섯 개의 전송 신호 손실의 상응하는 수준.

3. 고주파 소재 특성

고주파 재료는 고속 재료보다 재료의 크기와 개전 상수(Dk)의 변화에 더 초점을 맞춘다.고주파 제품은 개전 상수인 Dk의 변화에 매우 민감하다. 따라서 고주파 재료는 개전 상수(Dk)의 안정성과 재료의 개전 두께, 온도 표류 계수, 주파수 플래시 성능에 중점을 둔다.업계에서 고주파 재료에 대한 명확한 분류 기준은 없지만, 많은 PCB 제조업체들은 재료의 개전 상수 (Dk) 에 따라 고주파 PCB를 대략적으로 분류한다.동일한 개전 상수 Dk를 가진 재료는 유사하며 서로 대체할 수 있는 것으로 간주됩니다.

고주파 소재 분야에서도 소재를 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 소재와 비PTFE 소재로 나누는 흔한 방법이 있다.이는 고주파 제품의 응용 분야와 밀접한 관련이 있다.현재 무선 주파수 필드는 두 부분으로 나눌 수 있습니다.우선 6GHZ 이하에서 자주 쓰이는 주파수는 3.5GHZ, 2.7GHZ, 1.8GHZ다. 주력 제품으로는 전력증폭기, 안테나 교정기, 어레이 등이 있다.다른 부분은 20GHZ 이상 밀리미터파장에서 자주 사용되는 주파수가 24GHZ, 66GHZ, 77GHZ이며 주요 제품은 레이더 제품이다.이는 주파수가 증가함에 따라 비PTFE 제품의 주파수 플래시 효과와 개전 손실이 신호 전송에 미치는 영향이 급격히 증가하여 PTFE 재료가 더 나은 성능 특성을 가지고 있기 때문이다.

고속 PCB

고주파 고속 PCB의 발전 전망

전통적인 복동판 재료는 전송 손실이 커서 고주파 신호 전송 품질의 요구를 만족시킬 수 없다.따라서 5G 통신에 사용되는 PCB 기판 재료의 가장 중요한 성능은 고주파, 고속의 요구와 통합화, 소형화, 경량화, 다기능 및 높은 신뢰성의 요구를 만족시키는 것이다.특히 수지 소재는 저유전체 상수(Dk), 저유전체 손실(Df), 저열팽창계수(CTE), 고도열성이 필요하다.현재 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 열가소성 플라스틱과 탄화수소수지(PCH) 열경화성 소재로 대표되는 경복동층 압판은 타의 추종을 불허하는 저유전 성능으로 고주파/고속 PCB 기판 시장의 대부분을 차지하고 있다.최근 몇 년 동안 폴리페닐산화물 (PPO 또는 PPE), 더블 마래아미드 (BMI), 시안산 에스테르 (CE), 삼진 수지 (BT), 벤젠 디옥진 (BOZ), 벤젠 에틸렌 (BCB) 및 관련 변성과 같은 새로운 수지 재료의 고주파/고속 PCB 기판이 개발되었습니다.

폴리페닐산화물 (PPO 또는 PPE) 은 PTFE 다음으로 개전 성능이 뛰어나 최근 몇 년 동안 업계의 관심을 끌고 있는 소재이다

또한 PPO 재료의 가공 성능은 PTFE 재료보다 훨씬 우수하기 때문에 현재 고속 PCB의 극저 손실과 초저 손실은 대부분 파나소닉 M6, M7N, 롄마오의 IT968, IT988GSE와 같은 변성 PPO 수지이다.고주파 PCB 소재의 수지 체계는 주로 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 열가소성 소재와 탄화수소수지(PCH)다.매우 낮은 유전체 손실(Df)과 안정적인 유전체 상수(Dk)를 얻을 수 있지만, 이 재료의 낮은 기계적 가공성은 높은 다층판이나 HDI 판을 가공하는 제품에 적합하지 않다.5G 통신의 발전에 따라 고주파 제품의 PCB 복잡도도 점점 높아지고 있다 (전통적인 고주파 PCB는 주로 단면과 양면이며, 다층판의 개발은 심지어 HDI 설계 요구도 있다). 최근 몇 년 동안 재료 개발업자들도 PPO 수지를 사용하여 고주파 PCB를 제작하고 있다.회로 기판이 매우 낮은 개전 손실(Df)과 안정적인 개전 상수(Dk)를 보장하면서 양호한 PCB 가공성을 얻을 수 있다.예를 들어 롄마오가 출시한 IT-88GMW, IT-8300GA, IT-8350G, IT-8338G, IT-8615G 등 고주파 PCB 재료는 모두 변성 PPO 수지와 탄화수소류 수지의 혼합 체계를 채택한다.고주파 신호 전송 요구를 충족시키는 동시에 재료의 가공성을 크게 향상시켰다.

한편으로 5G 통신이 더 높은 속도, 더 높은 주파수로 발전하려면 필연적으로 재료 개전 손실 (Df) 과 개전 상수 (Dk) 가 더 작은 방향으로 발전해야 한다;다른 한편으로 5G 제품은 소형화와 더욱 통일되여야 한다.상응한 PCB는 필연적으로 고다층 지어는 HDI의 방향으로 발전하게 되는데 이는 재료의 가공성에 량호한 요구를 제기하였다.현재 폴리페닐산화물 (PPO 또는 PPE) 수지를 사용하는 것은 고주파 PCB 재료나 고속 PCB 재료의 관점에서 볼 때 좋은 발전 방향이다.