PCB de alta frecuencia (HFP)
La fabricación de PCB de alta frecuencia se puede utilizar cuando se requieren requisitos de señal especiales para equipos y productos electrónicos. El rango de frecuencia de 500 MHz a 2 GHz es su entorno operativo. Por lo tanto, son ideales para aplicaciones de alta gama. Hoy en día, la complejidad de los dispositivos electrónicos aumenta rápidamente. Por lo tanto, necesitamos PCB de alta frecuencia para proporcionar velocidades de flujo de señal más rápidas.
1. Estos suelen tener una constante dieléctrica baja (aproximadamente 2.40) y tolerancias estrictas.
2. Presentan un bajo factor de disipación. Por lo tanto, tienen una tangente de pérdida baja. Esto permite una propagación de señal más rápida y una baja distorsión de la señal. Por lo tanto, son ideales para aplicaciones de alta frecuencia que requieren alta confiabilidad.
3. Presentan una estructura térmicamente estable gracias a su CTE en el eje Z relativamente bajo. Por lo tanto, la baja resistencia CAF y el bajo CTE Z garantizan una larga vida útil de estas PCB.
4. Presentan una excelente estabilidad dimensional, por lo que son ideales para aplicaciones en condiciones ambientales extremas.
5. Presentan una baja absorción de humedad, lo que les confiere una excelente resistencia al calor y la humedad.
6. Poseen propiedades ideales para condiciones de reflujo, por lo que son favorables para aplicaciones industriales.
PCB de alta velocidad vs. PCB de alta frecuencia
En la industria de PCB, se suele confundir el diseño de PCB de alta velocidad con el de alta frecuencia. Esto se hace porque se cree que ambos términos son lo mismo. Sin embargo, no es así, ya que su significado es completamente diferente.
El diseño de PCB de alta velocidad se refiere a aquellas que deben permitir la transmisión de datos a velocidades muy altas. Por lo tanto, se refiere al dominio del tiempo.
El diseño de PCB de alta frecuencia se refiere a las PCB que procesan señales de alta frecuencia y longitudes de onda más cortas. Por lo tanto, se refiere a las ondas electromagnéticas de las señales entrantes y salientes.
Dado que las PCB de alta frecuencia operan a alta frecuencia, suelen estar expuestas a temperaturas extremas. Si el material no es adecuado, puede generarse una acumulación de tensiones térmicas. Por lo tanto, es necesario seleccionar un material con un coeficiente de expansión térmica (CET) favorable. Además, el material debe tener una alta estabilidad dimensional para evitar su degradación durante el funcionamiento.
- Solemos emplear estos materiales en aplicaciones avanzadas. Por lo tanto, el material que utilizamos para la fabricación debe tener una excelente conductividad térmica y eléctrica.
- A menudo utilizamos PCB de alta frecuencia en entornos extremos. Por lo tanto, deben ser altamente resistentes a la corrosión y la humedad. Por lo tanto, el material que utilizamos para fabricar PCB de alta frecuencia debe ser resistente a la absorción de humedad.
- Las señales de alta frecuencia son muy sensibles al ruido. Por lo tanto, para la fabricación de estas PCB, es necesario utilizar materiales con tolerancias de impedancia más estrictas.
La siguiente tabla le ayudará a seleccionar materiales de PCB de alta frecuencia.
| Material | Constante dieléctrica | Factor de disipación | Temperatura de laminación (oF) | Temperatura de refundición (oF) |
|---|---|---|---|---|
| FEP | 2.10 | 0.0010 | 565 | 520 |
| PTFE | 3.00 | 0.0013 | 700 | 640 |
| LCP | 2.90 | 0.0025 | 554 | 520 |
| Hidrocarburo termoestable | 3.90 | 0.0040 | 350 | N/A |
| FR-4 | 4.50 | 0.0180 | 360 | N/A |
Utilizamos PCB de alta frecuencia en casi todas las industrias. Sin embargo, también interactuamos con ellas en nuestra vida diaria. Puedes observar una PCB de alta frecuencia en el cajero automático de un banco, en una máquina expendedora, en el ordenador que usas para leer, en el teléfono móvil que usas para navegar por internet y en el router wifi de tu casa u oficina.
Algunos de los dominios industriales destacados que dependen de PCB de alta frecuencia son:
- Comunicaciones de red, especialmente aquellas que implican la verificación de la integridad de la señal.
- Fabricación de pequeños dispositivos que implican un diseño de circuito pequeño.
- Diseño de módulos para dispositivos que requieren un excelente control de impedancia.
- Dispositivos electrónicos instalados de cara al consumidor, como los contadores digitales de un aeropuerto. Utilizamos PCB de alta frecuencia porque estas máquinas requieren un control avanzado, procesan grandes volúmenes de datos e interactúan con los clientes en intervalos de tiempo más cortos.
- Diseño y fabricación de tarjetas de prueba digitales de alta velocidad para diversas señales. Esto incluye pruebas de atenuación de la señal de RF.
- La fabricación de equipos médicos extremadamente densos se realiza a gran velocidad, pero tiene costes más bajos.
Distintas corrientes de pensamiento abordan esta cuestión de forma distinta. Sin embargo, no existe una definición específica que indique cuándo optar por un diseño de alta velocidad. Por lo tanto, depende principalmente de sus circunstancias específicas. No obstante, hemos elaborado la siguiente guía de diseño de PCB de alta frecuencia para que pueda tomar esta decisión fácilmente.
- Si está experimentando algunos problemas de integridad de señal con el diseño de su PCB, entonces quizás sea una buena idea optar por un diseño de alta velocidad.
- Algunos expertos recomiendan usar el enfoque específico para cada dispositivo. Por lo tanto, si diseña un teléfono celular, una placa base, un router DSL o una máquina expendedora, debería considerar el diseño de alta velocidad. Sin embargo, este enfoque también sugiere que, si necesita incorporar USB, HDMI, SATA o PCI Express en su PCB, debería optar nuevamente por la PCB de alta frecuencia.
- Otro indicador importante para optar por un diseño de alta velocidad es si se trabaja con circuitos concentrados o distribuidos. Los sistemas concentrados son pequeños sistemas físicos que interactúan uniformemente y, por lo tanto, no se consideran de alta velocidad. Sin embargo, si los sistemas operan de forma independiente, se trata de un sistema distribuido que requiere un diseño de alta velocidad.
La siguiente regla general te servirá de guía general. Por lo tanto, recuerda que:
“Se debe considerar el diseño de alta velocidad siempre que la longitud de la traza se convierta en una fracción significativa de la longitud de onda de la señal más rápida”.
Esto implica que las PCB de gran tamaño requieren soluciones de diseño de alta velocidad a frecuencias significativamente más bajas. Sin embargo, las PCB de menor tamaño requieren soluciones de diseño de alta velocidad a frecuencias relativamente más altas. La diferencia entre ambas se debe a la diferencia en la longitud de las pistas.
MOKO Technology es una empresa reconocida en la industria de PCB y cuenta con años de experiencia desde 2006. Nos especializamos en el diseño y desarrollo de PCB de alta frecuencia personalizados según sus necesidades. Contamos con una instalación sofisticada y las certificaciones estándar necesarias. Si necesita PCB de excelente rendimiento, contáctenos hoy mismo para su proyecto de PCB de alta frecuencia.
