PCB בתדר גבוה FR4

גיליון נתונים

• דגם: PCB בתדירות גבוהה 
  

• חומר: חומרי PCB בתדירות גבוהה 

• תקן איכות: IPC 6012 מַחלָקָה2 
  

• PCb בתדר גבוה dk: 2.0 -1.6 
  
• שכבות: 1 שכבה pcb-36 שכבת pcb 
  
• Thickness:0.254mm-12mm
  
• עובי נחושת: נחושת בסיס 0.5oz/1oz 
  
• טכנולוגיית משטח: כסף, זהב, OSP 
  
• תהליך מיוחד: חומר מעורב, חריץ מדורג
  
• יישום: PCB בתדר גבוה, אנטנת מיקרו-סטריפ 
  
  
  

למה אנחנו צריכים PCB בתדר גבוה? 

מעגלים אלקטרוניים מתנהגים בצורה שונה מאוד בתדרים גבוהים. הדבר נובע בעיקר משינוי בהתנהגות הרכיבים הפסיביים (נגדים, משרנים וקבלים). 

יש לו גם השפעות טפיליות על הדברים הבאים: 

• רכיבים פעילים
  

• רצועות PCB 

• דפוסי הארקה
  

אותות פגיעים לרעש ומגיעים עם סובלנות עכבה הרבה יותר הדוקה בהשוואה למעגלים רגילים. אותות בין שני אובייקטים תמיד ישבשו בגלל הרעש הנגרם מתדר גבוה. זה לוקח יותר אנרגיה, כך שלגל בתדר גבוה יותר יש יותר אנרגיה מאשר לגל בתדר נמוך עם אותה משרעת. 

בחירת חומרים עבור PCB בתדר גבוה 

לייצור לוחות PCB בתדר גבוה, נדרשים חומרים מיוחדים שנותנים אותות במהירות גבוהה. חלק מהחומרים הם כדלקמן: 

• Rogers 4350B HF: בדומה ל-FR4, גם לחומר זה יש עלות ייצור נמוכה. זה גם מציע יציבות מימדית מעולה. 

• Taconic TLX: חומר זה מורכב מפיברגלס PTFE, זהו חומר יציב מבחינה פיזית המספק את התכונות התרמיות, המכניות והחשמליות הטובות ביותר. עם זאת, הבעיה היחידה שיש לו היא שקשה להמציא. 
  
• Taconic RF-35 Ceramic: זהו חומר בעלות נמוכה שעשוי מ-PTFE במילוי קרמיקה וזכוכית. זה קל לייצור אבל יש לו חוזק קליפה בינוני, ביצועים חשמליים מושלמים כמו גם פיזור כוח נמוך. 
  
• Rogers RO3001: זה מורכב מסרט מליטה עם קבוע דיאלקטרי נמוך יחסית. הוא גם עמיד מאוד בפני כימיקלים וטמפרטורות גבוהות. 
  
• ARLON 85N: ל-ARLON 85N התנגדות תרמית גבוהה מאוד. הוא עשוי משרף פוליאמיד טהור. 
  

מאפיינים של חומרי PCB שונים בתדר גבוה 

• FR-4 PCB בתדר גבוה 

  מאפיינים: בהתבסס על תקן FR-4, חומר זה משתמש בשרף שונה עם קבוע דיאלקטרי (Dk) של 3.8-4.5, מקדם פיזור (Df) של 0.015-0.025 ועמידות מעולה לטמפרטורה (Tg ≥ 170°C). העלות שלו גבוהה רק ב-20%-30% מהתקן FR-4. 

  יישומים: התקנים בתדר גבוה בתדרים בפס בינוני ונמוך, כגון נתבי WiFi 6 ומודולים היקפיים של תחנות בסיס 4G. 

• PCB של פוליטטראפלואורואתילן (PTFE). 

  מאפיינים: Dk נמוך במיוחד (2.0-2.3), Df נמוך במיוחד (0.001-0.003), ואיבוד אות מינימלי כמעט. עמידות הטמפרטורה נעה בין -260°C ל-260°C. עם זאת, העיבוד קשה והעלות גבוהה (פי 3-5 מזו של FR-4 בתדר גבוה). 

  יישומים: יישומי תדירות/דיוק גבוהים במיוחד, כגון תחנות בסיס של גלי מילימטר 5G, תקשורת לוויינית וציוד מכ"ם. 

• PCB שרף פחמימנים 
  
  מאפיינים: Dk 3.0-3.5, Df 0.003-0.008, ביצועים בין PTFE לתדר גבוה FR-4, יכולת עיבוד טובה (ניתן לקידוח כמו FR-4 רגיל), ועלות נמוכה ב-40% מ-PTFE. 
  יישומים: תחנות בסיס מאקרו 5G, מודולים אופטיים ונתבים מתקדמים. 
• פוליפנילן אוקסיד (PPE/PPO) PCB 
  
  מאפיינים: Dk 2.4-3.0, Df 0.005-0.01, עמידות רטיבות מעולה, עלות נמוכה ב-20% משרף פחמימני, אך עמידות בטמפרטורות מעט נמוכה יותר (Tg 120-150°C). 
  יישומים: מודולים בתדר גבוה לאלקטרוניקה צרכנית, כגון רכיבי RF 5G בסמארטפונים ומודולים לשידור תמונת מזל"ט. 
• PCB במילוי קרמיקה 
  
  מאפיינים: Dk יציב (מתכוונן מ-2.5 ל-6.0) ומקדם טמפרטורה נמוך (≤50ppm/°C), מתאים ליישומים הדורשים בקרת עכבה מדויקת. עם זאת, חומר זה יכול להיות שביר וכבד. 
  יישומים: מכ"ם רכב (77GHz), שערי IoT תעשייתיים. 

בַּקָשָׁה

לוחות PCB בתדר גבוה משמשים תמיד ביישומים הבאים 

• מערכות מכ"ם לרכב
  

• אנטנות לוויין למיקום גלובלי
  

• מערכות תקשורת סלולריות – מגברי כוח ואנטנות
  
• לווייני שידור ישיר
  
• קישורי מיקרוגל מנקודה לנקודה E-band 
  
• תגיות זיהוי RF (RFID). 
  
• מערכות מכ"ם מוטסות וקרקעיות
  
• יישומי גל מילימטר
  
• מערכות הנחיית טילים
  
• משדרי לוויין בחלל
  

החומר העיקרי של לוח PCB בתדר גבוה הוא למינציה בחיפוי נחושת בתדירות גבוהה, ודרישות הליבה שלו הן להיות בעל קבוע דיאלקטרי נמוך (DK) ומקדם הפסד דיאלקטרי נמוך (DF). בנוסף להבטחת Dk ו-Df נמוכים יותר, העקביות של פרמטרי Dk היא גם אחד הגורמים החשובים למדידת איכות לוח ה-PCB. בנוסף, פרמטר חשוב נוסף הוא מאפייני העכבה של לוח ה-PCB ועוד כמה מאפיינים פיזיים. 

יתרונות השימוש 

הסיבה שבגללה נעשה שימוש נרחב ב-PCBs בתדר גבוה בעולם המדע, ובאלקטרוניקה בכלל, היא בשל טונות היתרונות שאנו רואים בהם. חלקם כוללים 

• עלות נמוכה למדי; לכן, ניתן לייצור המוני

• לשימוש חוזר; לפיכך ניתן להשתמש בו מספר פעמים
  
• עמיד מאוד ובכך נותן חיי מדף נהדרים של המעגל. 
  
• גודל קומפקטי מקטין את בזבוז החוטים. 
  
• הגורמים המבוססים היטב לעיל הם הסיבה שמביאה ודאות בביצוע המעגל האלקטרוני/חשמלי.