PCB de alta frequência (HFP)
A fabricação de PCBs de alta frequência pode ser utilizada quando são necessários requisitos especiais de sinal para equipamentos e produtos eletrônicos. A faixa de frequência de 500 MHz a 2 GHz é o seu ambiente de operação. Portanto, são ideais para aplicações de ponta. Hoje em dia, a complexidade dos dispositivos eletrônicos está aumentando rapidamente. Portanto, precisamos de PCBs de alta frequência para fornecer taxas de fluxo de sinal mais rápidas.
1. Eles normalmente têm uma constante dielétrica baixa (aproximadamente 2.40) e tolerâncias apertadas.
2. Apresentam um pequeno fator de dissipação. Consequentemente, possuem uma tangente de perdas baixa. Consequentemente, permitem uma propagação de sinal mais rápida e com baixa distorção. São, portanto, adequados para aplicações de alta frequência que exigem alta confiabilidade.
3. Elas têm uma estrutura termicamente estável porque têm um CTE no eixo Z relativamente baixo. Portanto, a baixa resistência CAF e o baixo CTE Z resultam em uma vida útil longa para essas PCBs.
4. Apresentam excelente estabilidade dimensional. Portanto, são ideais para aplicações que envolvem condições ambientais extremas.
5. Apresentam baixa absorção de umidade. Portanto, oferecem excelente resistência ao calor e à umidade.
6. Possuem propriedades ideais para condições de refluxo. Portanto, são favoráveis à aplicação industrial.
PCB de alta velocidade vs. PCB de alta frequência
Na indústria de PCBs, as pessoas costumam confundir os termos "layout de PCB de alta velocidade" e "layout de PCB de alta frequência". Elas fazem isso porque acreditam que os dois termos são a mesma coisa. No entanto, isso não é verdade, pois os significados desses dois termos são completamente diferentes.
O projeto de PCB de alta velocidade refere-se a PCBs que precisam permitir a transmissão de dados a uma taxa muito alta. Portanto, refere-se ao domínio do tempo.
O design de PCB de alta frequência refere-se a PCBs que lidam com sinais de alta frequência e comprimentos de onda mais curtos. Portanto, refere-se às ondas eletromagnéticas dos sinais de entrada e saída.
Como o layout de PCB de alta frequência opera em alta frequência, ele é frequentemente submetido a calor extremo. Se o material não for adequado, pode ocorrer o acúmulo de tensões térmicas. Portanto, precisamos selecionar um material que ofereça um Coeficiente de Expansão Térmica (CTE) favorável. Além disso, o material deve ter alta estabilidade dimensional para que não se degrade durante a operação.
- Geralmente, utilizamos esses materiais para aplicações avançadas. Portanto, o material que utilizamos na fabricação deve ter excelente condutividade térmica e elétrica.
- Frequentemente, utilizamos PCBs de alta frequência em ambientes extremos. Portanto, elas devem ter alta resistência à corrosão e à umidade. Portanto, o material que usamos para fabricar PCBs de alta frequência deve ser resistente à absorção de umidade.
- Sinais de alta frequência são muito sensíveis a ruídos. Portanto, precisamos usar materiais com tolerâncias de impedância mais rigorosas para a fabricação dessas placas de circuito impresso.
A tabela a seguir ajudará você a selecionar materiais de PCB de alta frequência.
| Materiais | Constante dielétrica | Fator de dissipação | Temperatura de laminação (oF) | Temperatura de refusão (oF) |
|---|---|---|---|---|
| FEP | 2.10 | 0.0010 | 565 | 520 |
| PTFE | 3.00 | 0.0013 | 700 | 640 |
| LCP | 2.90 | 0.0025 | 554 | 520 |
| Hidrocarboneto termofixo | 3.90 | 0.0040 | 350 | N/D |
| FR-4 | 4.50 | 0.0180 | 360 | N/D |
Utilizamos PCBs de alta frequência em quase todos os setores. No entanto, também interagimos com elas em nosso dia a dia. Você pode observar uma PCB de alta frequência no caixa eletrônico de um banco, em uma máquina de venda automática, no computador que você usa para ler, no celular que você usa para navegar na internet e no roteador Wi-Fi em sua casa ou escritório.
Alguns dos domínios industriais proeminentes que dependem de PCB de alta frequência são:
- Comunicações de rede, especialmente aquelas que envolvem verificação da integridade do sinal.
- Fabricação de pequenos dispositivos envolvendo pequenos layouts de circuitos.
- Projetando módulos para dispositivos que exigem excelente controle de impedância.
- Eletrônicos instalados voltados para o consumidor, como balcões digitais em aeroportos. Usamos PCB de alta frequência neles porque essas máquinas exigem controle avançado, processam dados em grandes volumes e interagem com os clientes em intervalos de tempo mais curtos.
- Projetar e fabricar placas de teste digitais de alta velocidade para diversos sinais. Isso inclui testes de roll-off para sinais de RF.
- A fabricação de equipamentos médicos extremamente densos funciona em alta velocidade, mas tem custos mais baixos.
Diferentes escolas de pensamento abordam essa questão de forma diferente. No entanto, não existe uma definição específica que indique quando optar por um projeto de alta velocidade. Portanto, depende principalmente das suas circunstâncias específicas. No entanto, elaboramos o seguinte guia de projeto de PCB de alta frequência para que você possa tomar essa decisão facilmente.
- Se você estiver enfrentando problemas de integridade de sinal com o layout do seu PCB, talvez seja uma boa ideia adotar um design de alta velocidade.
- Alguns especialistas recomendam usar a abordagem específica para cada dispositivo. Portanto, se você estiver projetando um celular, uma placa-mãe, um roteador DSL ou uma máquina de venda automática, deve considerar o design de alta velocidade. No entanto, essa abordagem também sugere que, se você precisar incorporar USB, HDMI, SATA ou PCI Express à sua placa de circuito impresso (PCB), deverá optar novamente pela placa de circuito impresso de alta frequência.
- Outro indicativo importante para optar pelo Projeto de Alta Velocidade é se você está trabalhando em circuitos concentrados ou distribuídos. Sistemas concentrados são pequenos sistemas físicos que interagem uniformemente e, portanto, não são considerados de alta velocidade. No entanto, se os sistemas operam de forma independente, trata-se de um sistema distribuído que requer um projeto de alta velocidade.
A seguinte regra prática servirá como um guia geral para você. Portanto, lembre-se de que:
“Você deve buscar um design de alta velocidade sempre que o comprimento do traço se tornar uma fração significativa do comprimento de onda do sinal mais rápido.”
Isso implica que PCBs de grande porte requerem soluções de projeto de alta velocidade em frequências significativamente mais baixas. No entanto, PCBs de menor porte requerem soluções de projeto de alta velocidade em frequências relativamente mais altas. A diferença entre os dois se deve à diferença nos comprimentos dos traços.
A MOKO Technology é uma marca renomada na indústria de PCBs e conta com anos de experiência desde 2006. Somos especializados em projeto e desenvolvimento de PCBs de alta frequência personalizados, de acordo com as suas necessidades. Contamos com uma estrutura sofisticada e as certificações necessárias. Se você precisa que seus PCBs apresentem excelente desempenho, converse conosco sobre seu projeto de PCB de alta frequência hoje mesmo.
