PCB ad alta frequenza (HFP)
La produzione di PCB ad alta frequenza può essere utilizzata quando sono richiesti requisiti di segnale specifici per apparecchiature e prodotti elettronici. Il suo ambiente operativo è la gamma di frequenza da 500 MHz a 2 GHz. Pertanto, è ideale per applicazioni di fascia alta. Oggi, la complessità dei dispositivi elettronici è in rapido aumento. Pertanto, abbiamo bisogno di PCB ad alta frequenza per fornire velocità di flusso del segnale più elevate.
1. In genere hanno una bassa costante dielettrica (circa 2.40) e tolleranze ridotte.
2. Presentano un basso fattore di dissipazione. Di conseguenza, hanno una bassa tangente di perdita. Ciò consente una propagazione del segnale più rapida e una bassa distorsione. Sono quindi adatti per applicazioni ad alta frequenza che richiedono elevata affidabilità.
3. Hanno una struttura termicamente stabile grazie al CTE sull'asse Z relativamente basso. Pertanto, la bassa resistenza al CAF e il basso CTE sull'asse Z garantiscono una lunga durata di questi PCB.
4. Offrono un'eccellente stabilità dimensionale, rendendoli ideali per applicazioni in condizioni ambientali estreme.
5. Presentano un basso assorbimento di umidità, offrendo quindi un'eccellente resistenza al calore e all'umidità.
6. Hanno proprietà ideali per le condizioni di rifusione. Pertanto, sono ideali per applicazioni industriali.
PCB ad alta velocità vs. PCB ad alta frequenza
Nel settore dei PCB, spesso si confonde il termine "layout PCB ad alta velocità" con quello "layout PCB ad alta frequenza". Questo perché si pensa che i due termini siano la stessa cosa. Tuttavia, non è così, perché il significato di questi due termini è completamente diverso.
La progettazione di PCB ad alta velocità si riferisce a PCB che devono consentire la trasmissione di dati a una velocità molto elevata. Pertanto, si riferisce al dominio del tempo.
La progettazione di PCB ad alta frequenza si riferisce a circuiti stampati che gestiscono segnali ad alta frequenza e lunghezze d'onda più corte. Si riferisce quindi alle onde elettromagnetiche dei segnali in ingresso e in uscita.
Poiché i layout dei PCB ad alta frequenza operano ad alta frequenza, sono spesso soggetti a temperature estreme. Se il materiale non è adatto, si può verificare l'accumulo di stress termici. Pertanto, è necessario selezionare un materiale che offra un coefficiente di dilatazione termica (CTE) favorevole. Oltre a ciò, il materiale deve avere un'elevata stabilità dimensionale, in modo da non degradarsi durante il funzionamento.
- Solitamente utilizziamo questi materiali per applicazioni avanzate. Pertanto, il materiale che utilizziamo per la fabbricazione deve avere un'eccellente conduttività termica ed elettrica.
- Spesso utilizziamo PCB ad alta frequenza in ambienti estremi. Pertanto, devono avere un'elevata resistenza alla corrosione e all'umidità. Pertanto, il materiale che utilizziamo per la fabbricazione di PCB ad alta frequenza deve essere resistente all'assorbimento di umidità.
- I segnali ad alta frequenza sono molto sensibili al rumore. Pertanto, per la fabbricazione di questi PCB, è necessario utilizzare materiali con tolleranze di impedenza più strette.
La seguente tabella ti aiuterà a selezionare i materiali per PCB ad alta frequenza.
| Materiali | Costante dielettrica | Fattore di dissipazione | Temperatura di laminazione (oF) | Temperatura di rifusione (oF) |
|---|---|---|---|---|
| FEP | 2.10 | 0.0010 | 565 | 520 |
| PTFE | 3.00 | 0.0013 | 700 | 640 |
| LCP | 2.90 | 0.0025 | 554 | 520 |
| Idrocarburo termoindurente | 3.90 | 0.0040 | 350 | N/A |
| FR-4 | 4.50 | 0.0180 | 360 | N/A |
Utilizziamo PCB ad alta frequenza in quasi tutti i settori. Tuttavia, interagiamo con essi anche nella nostra vita quotidiana. Potete osservare un PCB ad alta frequenza nel bancomat di una banca, in un distributore automatico, nel computer che state utilizzando per leggere i dati, nel cellulare che usate per navigare in internet e nel router Wi-Fi di casa vostra o del vostro ufficio.
Alcuni dei principali settori industriali che si basano su PCB ad alta frequenza sono:
- Comunicazioni di rete, in particolare quelle che implicano la verifica dell'integrità del segnale.
- Produzione di piccoli dispositivi che richiedono un layout di circuito ridotto.
- Progettazione di moduli per dispositivi che richiedono un controllo eccellente dell'impedenza.
- Dispositivi elettronici installati a diretto contatto con il consumatore, come i bancomat digitali in un aeroporto. Utilizziamo PCB ad alta frequenza perché queste macchine richiedono un controllo avanzato, elaborano grandi volumi di dati e interagiscono con i clienti in intervalli di tempo più brevi.
- Progettazione e produzione di schede di test digitali ad alta velocità per vari segnali. Questo include test per il roll-off del segnale RF.
- La produzione di apparecchiature mediche estremamente dense avviene ad alta velocità ma ha costi inferiori.
Diverse scuole di pensiero hanno approcci diversi a questo problema. Tuttavia, non esiste una definizione specifica che indichi quando optare per una progettazione ad alta velocità. Quindi, dipende principalmente dalle circostanze specifiche. Abbiamo comunque messo insieme le seguenti linee guida per la progettazione di PCB ad alta frequenza, in modo che possiate prendere facilmente questa decisione.
- Se si riscontrano problemi di integrità del segnale con il layout del PCB, forse è una buona idea attenersi a un progetto ad alta velocità.
- Alcuni esperti consigliano di utilizzare l'approccio specifico per dispositivo. Quindi, se si sta progettando un telefono cellulare, una scheda madre, un router DSL, un distributore automatico, si dovrebbe optare per un design ad alta velocità. Tuttavia, questo approccio suggerisce anche che se si devono integrare porte USB, HDMI, SATA o PCI Express sul PCB, si dovrebbe optare nuovamente per un PCB ad alta frequenza.
- Un'altra importante indicazione per la scelta di un progetto ad alta velocità è se si sta lavorando su circuiti concentrati o distribuiti. I sistemi concentrati sono piccoli sistemi fisici che interagiscono tra loro in modo uniforme e quindi non sono considerati ad alta velocità. Tuttavia, se i sistemi operano in modo indipendente, si tratta di un sistema distribuito che richiede un progetto ad alta velocità.
La seguente regola pratica ti servirà da guida generale. Quindi, dovresti ricordare che:
“Bisognerebbe puntare alla progettazione ad alta velocità ogni volta che la lunghezza della traccia diventa una frazione significativa della lunghezza d'onda del segnale più veloce.”
Ciò implica che i PCB di grandi dimensioni richiedono soluzioni di progettazione ad alta velocità a frequenze significativamente più basse. Tuttavia, i PCB di dimensioni più piccole richiedono soluzioni di progettazione ad alta velocità a frequenze relativamente più elevate. La differenza tra i due è dovuta alla diversa lunghezza delle tracce.
MOKO Technology è un nome rinomato nel settore dei PCB e vantiamo anni di esperienza dal 2006. Siamo specializzati nella progettazione e nello sviluppo di PCB ad alta frequenza personalizzati in base alle vostre esigenze. Disponiamo di una configurazione sofisticata e di tutte le certificazioni standard necessarie. Se desiderate che i vostri PCB offrano prestazioni eccellenti, non esitate a discutere il vostro progetto di PCB ad alta frequenza con noi oggi stesso.
