PCB haute fréquence (HFP)
La fabrication de circuits imprimés haute fréquence peut être utilisée lorsque des équipements et produits électroniques nécessitent des signaux spécifiques. La plage de fréquences de 500 MHz à 2 GHz constitue son environnement de fonctionnement. Ces circuits imprimés sont donc idéaux pour les applications haut de gamme. Aujourd'hui, la complexité des appareils électroniques augmente rapidement. C'est pourquoi nous avons besoin de circuits imprimés haute fréquence pour accélérer les flux de signaux.
1. Ceux-ci ont généralement une constante diélectrique faible (environ 2.40) et des tolérances serrées.
2. Ils présentent un faible facteur de dissipation. Leur tangente de perte est donc faible, ce qui permet une propagation plus rapide du signal et une faible distorsion. Ils sont donc adaptés aux applications haute fréquence exigeant une fiabilité élevée.
3. Leur structure est thermiquement stable grâce à leur coefficient de dilatation thermique (CTE) relativement faible sur l'axe Z. Ainsi, la faible résistance CAF et le faible CTE sur l'axe Z garantissent une longue durée de vie à ces circuits imprimés.
4. Ils présentent une excellente stabilité dimensionnelle, ce qui les rend idéaux pour les applications soumises à des conditions environnementales extrêmes.
5. Leur faible absorption d'humidité leur confère une excellente résistance à la chaleur et à l'humidité.
6. Ils présentent des propriétés idéales pour les conditions de refusion. Ils sont donc favorables aux applications industrielles.
PCB haute vitesse vs PCB haute fréquence
Dans l'industrie des circuits imprimés, on confond souvent les termes « conception de circuits imprimés haute vitesse » et « conception de circuits imprimés haute fréquence ». On pense en effet que ces deux termes sont identiques. Or, ce n'est pas le cas, car leur signification est totalement différente.
La conception de circuits imprimés haute vitesse concerne les circuits imprimés devant permettre la transmission de données à très haut débit. Elle fait donc référence au domaine temporel.
La conception de circuits imprimés haute fréquence concerne les circuits imprimés traitant des signaux à haute fréquence et à longueurs d'onde plus courtes. Elle fait donc référence aux ondes électromagnétiques des signaux entrants et sortants.
Les circuits imprimés haute fréquence étant souvent soumis à des températures extrêmes, un matériau inadapté peut entraîner une accumulation de contraintes thermiques. Il est donc essentiel de choisir un matériau offrant un coefficient de dilatation thermique (CTE) favorable. De plus, il doit présenter une grande stabilité dimensionnelle afin d'éviter toute dégradation en fonctionnement.
- Nous utilisons généralement ces matériaux pour des applications avancées. Par conséquent, le matériau utilisé pour la fabrication doit présenter une excellente conductivité thermique et électrique.
- Nous utilisons souvent des circuits imprimés haute fréquence dans des environnements extrêmes. Ils doivent donc présenter une résistance élevée à la corrosion et à l'humidité. Par conséquent, le matériau utilisé pour leur fabrication doit résister à l'absorption d'humidité.
- Les signaux haute fréquence sont très sensibles au bruit. Par conséquent, pour la fabrication de ces circuits imprimés, nous devons utiliser des matériaux présentant des tolérances d'impédance plus strictes.
Le tableau suivant vous aidera à sélectionner des matériaux PCB haute fréquence.
| Matériau | Constante diélectrique | Facteur de dissipation | Température de stratification (oF) | Température de refusion (oF) |
|---|---|---|---|---|
| FEP | 2.10 | 0.0010 | 565 | 520 |
| PTFE | 3.00 | 0.0013 | 700 | 640 |
| LCP | 2.90 | 0.0025 | 554 | 520 |
| Hydrocarbure thermodurcissable | 3.90 | 0.0040 | 350 | N/D |
| FR-4 | 4.50 | 0.0180 | 360 | N/D |
Nous utilisons des circuits imprimés haute fréquence dans presque tous les secteurs d'activité. Cependant, nous interagissons également avec eux au quotidien. Vous pouvez observer un circuit imprimé haute fréquence dans un distributeur automatique de billets, un distributeur automatique, l'ordinateur que vous utilisez pour lire ceci, le téléphone portable que vous utilisez pour naviguer sur Internet et le routeur Wi-Fi de votre domicile ou de votre bureau.
Certains des principaux domaines industriels qui s'appuient sur des PCB haute fréquence sont :
- Communications réseau, en particulier celles qui impliquent la vérification de l'intégrité du signal.
- Fabrication de petits appareils impliquant une disposition de petits circuits.
- Conception de modules pour appareils nécessitant un excellent contrôle d'impédance.
- Des équipements électroniques destinés aux consommateurs, tels que les compteurs numériques des aéroports, sont installés. Nous utilisons des circuits imprimés haute fréquence pour ces machines, car elles nécessitent un contrôle avancé, traitent des volumes importants de données et interagissent avec les clients dans des délais plus courts.
- Conception et fabrication de cartes de test numériques haute vitesse pour différents signaux. Cela inclut les tests de coupure des signaux RF.
- La fabrication d’équipements médicaux extrêmement denses fonctionne à grande vitesse mais présente des coûts inférieurs.
Les différentes écoles de pensée ont des approches différentes sur cette question. Cependant, il n'existe pas de définition précise permettant d'identifier le moment opportun pour une conception haute fréquence. Cela dépend donc principalement de votre situation. Nous avons élaboré le guide de conception de circuits imprimés haute fréquence suivant pour vous aider à prendre cette décision.
- Si vous rencontrez des problèmes d'intégrité du signal avec la configuration de votre PCB, il est peut-être judicieux de vous en tenir à une conception à grande vitesse.
- Certains experts recommandent d'adopter une approche spécifique à chaque appareil. Ainsi, si vous concevez un téléphone portable, une carte mère, un routeur DSL ou un distributeur automatique, privilégiez une conception haut débit. Cependant, cette approche suggère également que si vous devez intégrer des ports USB, HDMI, SATA ou PCI Express à votre circuit imprimé, optez pour un circuit imprimé haute fréquence.
- Un autre critère important pour opter pour une conception à haut débit est de savoir si vous travaillez sur des circuits localisés ou distribués. Les systèmes localisés sont de petits systèmes physiques qui interagissent uniformément et ne sont donc pas considérés comme à haut débit. Cependant, si les systèmes fonctionnent indépendamment, il s'agit d'un système distribué nécessitant une conception à haut débit.
La règle empirique suivante vous servira de guide général. N'oubliez pas que :
« Vous devriez envisager une conception à grande vitesse chaque fois que la longueur de la trace devient une fraction significative de la longueur d'onde du signal le plus rapide. »
Cela implique que les circuits imprimés de grande taille nécessitent des solutions de conception à haute vitesse à des fréquences nettement plus basses. En revanche, les circuits imprimés de plus petite taille nécessitent des solutions de conception à haute vitesse à des fréquences relativement plus élevées. La différence entre les deux est due à la différence de longueur des pistes.
MOKO Technology est une référence dans l'industrie des circuits imprimés et possède une longue expérience depuis 2006. Nous sommes spécialisés dans la conception et le développement de circuits imprimés haute fréquence personnalisés, adaptés à vos besoins. Nous disposons d'une installation sophistiquée et des certifications standard requises. Si vous recherchez des circuits imprimés haute fréquence performants, n'hésitez pas à nous contacter dès aujourd'hui pour discuter de votre projet.
