- Blinde via’s, begraven via’s, Ultra HDI printplaat
- Hoge frequentie laagverlies printplaat materiaal
- TLY-5, RF35, RF-35TC, TSM-DS3, TLX-8, TLX-9 materiaal
- RO4003, RO4350B, RO4835, RT/duroid 5870, RT/duroid 5880, RT/duroid 6002, TMM3, TMM4, TMM6, TMM10, TMM10i materiaal
Hoge Frequentie Printplaat
Elke printplaat die werkt op een frequentie van 100 MHz of hoger, kan worden beschouwd als een hoge frequentie printplaat. De laminaatmaterialen die worden gebruikt voor de productie van dergelijke platen kenmerken zich door een lage diëlektrische constante, hoge CTE (thermische uitzettingscoëfficiënt), lage verliestangens en geavanceerde composieten. Deze printplaten worden gebruikt in militaire, medische en geavanceerde communicatietoepassingen, zoals GPS, radar en basisstations.
Een hoge frequentie printplaat, of deze nu rigide of flexibel is, biedt snellere signaalstroomsnelheden en een frequentiebereik tot 100 GHz. Het is belangrijk op te merken dat er talrijke materialen zijn ontworpen om op hoge frequentieniveaus te functioneren. HF-printplaten worden gekenmerkt door een lagere diëlektrische constante (Dk), een lagere dissipatiefactor (Df) en lage niveaus van thermische uitzetting. Ze worden regelmatig gebruikt voor HDI-technologie en komen ook veel voor in hoogwaardige communicatie, telecommunicatie en RF-microwavetechnologie.
Mogelijkheden van Hoge Frequentie Printplaten
Bij het ontwerpen van een hoge frequentie printplaat is het essentieel dat de ontwerpingenieur samenwerkt met de printplaatleverancier om de materialen te selecteren die voldoen aan de gewenste frequentieprestaties en om de juiste opbouw (stack-up) te bepalen. Benchuang Electronics beschikt over uitgebreide engineeringmogelijkheden en ervaring met gecontroleerde diepteboring, gecontroleerde dieptefrezing en terugboring, in tegenstelling tot sommige van onze concurrenten. Dit betekent dat wij over de technologie, ervaring en kennis beschikken om u vanaf het begin te helpen bij het ontwerpen en bouwen van de juiste hoge frequentie printplaat.
Ontwerprichtlijnen voor Hoge Frequentie Printplaten
Download onze ontwerprichtlijnen voor hoge frequentie printplaten
Om te voorkomen dat u vanaf het begin fouten maakt, hebben wij onze ontwerprichtlijnen samengesteld, die u als checklist kunt gebruiken.
Het bestand bevat enkele van de fabricagekenmerken die typisch geassocieerd worden met hoge frequentie printplaten. De genoemde kenmerkgrenzen zijn niet uitputtend; onze ervaren ingenieurs hebben ook gewerkt met elk type printplaatmateriaal, waardoor zij de kennis en expertise hebben om aanbevelingen te geven en al uw vragen over hoge frequentie printplaten te beantwoorden. Het belangrijkste is dat zij weten hoe ze ondersteuning kunnen bieden voor maakbaarheid en de potentiële kostenfactoren van een project.
| Description | Production | Advanced |
|---|---|---|
| Inner Layer | ||
| Min.Trace/Space | 1.5mils / 1.5mils | 1.2mils / 1.5mils |
| Min. Copper Thickness | 1/3oz | 1/7 oz |
| Max. Copper Thickness | 10oz | 30oz |
| Min. Core Thickness | 2mils | 1.5mils |
| Line/ pad to drill hole | 7mils | 6mils |
| Line/ pad to board edge | 8mils | 7mils |
| Line Tolerance | +/-10% | +/-10% |
| Board Dimensions | ||
| Max. Finish Board Size | 19”X26” | 20”X28” |
| min. Finish Board Size | 0.2"X0.2" | 0.15"X0.15" |
| Max. Board Thickness | 0.300"(+/-10%) | 0.350"(+/-8%) |
| Min. Board Thickness | 0.007"(+/-10%) | 0.005"(+/-10%) |
| Lamination | ||
| Layer Count | 60L | 100L |
| Layer to Layer Registration | +/-4mils | +/-2mils |
| Drilling | ||
| Min. Drill Size | 6mils | 5mils |
| Min. Hole to Hole Pitch | 16mils(0.4mm) | 14mils(0.35mm) |
| True position Tolerance | +/-3mils | +/-2mils |
| Slot Diameter Tolerance | +/-3mils | +/-2mils |
| Min gap from PTH to track inner layers | 7mils | 6mils |
| Min. PTH edge to PTH edge space | 9mils | 8mils |
| Plating | ||
| Max. Aspect Ratio | 28:1 | 30:1 |
| Cu Thickness in Through hole | 0.8-1.5 mils | 2 oz |
| Plated hole size tolerance | +/-2mils | +/-1.5mils |
| NPTH hole tolerance | +/-2mils | +/-1mils |
| Min. Via in pad Fill hole size | 6mils | 4mils |
| Via in pad Fill Material | Epoxy resin/Copper paste | Epoxy resin/Copper paste |
| Outer Layer | ||
| Min. Trace/Space | 2mils / 2mils | 1.5mils / 1.5mils |
| Min. pad over drill size | 6mils | 5mils |
| Max. Copper thickness | 12 oz | 30 oz |
| Line/ pad to board edge | 8mils | 7mils |
| Line Tolerance | +/-15% | +/-10% |
| Metal Finish | ||
| HASL | 50-1000u” | 50-1000u” |
| HASL+Selective Hard gold | Yes | Yes |
| OSP | 8-20u” | 8-20u” |
| Selective ENIG+OSP | Yes | Yes |
| ENIG(Nickel/Gold) | 80-200u”/2-9 u” | 250u”/ 10u” |
| Immersion Silver | 6-18u” | 6-18u” |
| Hard Gold for Tab | 10-80u” | 10-80u” |
| Immersion Tin | 30u”min. | 30u” min. |
| ENEPIG (Ni/Pd/Au) | 125u"/4u"/1u” min. | 150u"/8u"/2u” min. |
| Soft Gold (Nickel/ Gold) | 200u”/ 20u”min. | 200u”/ 20u” |
| Solder Mask | ||
| S/M Thickness | 0.4mils min. | 2mils max. |
| Solder dam width | 4mils | 3mils |
| S/M registration tolerance | +/-2mils | +/-1.5mils |
| S/M over line | 3.5mils | 2mils / 2mils |
| Legend | ||
| Min. Space to SMD pad | 6mils | 5mils |
| Min. Stroke Width | 6mils | 5mils |
| Min. Space to Copper pad | 6mils | 5mils |
| Standard Color | White , Yellow, Black | N/A |
| Electrical Testing | ||
| Max. Test Points | 30000 Points | 30000 Points |
| Smallest SMT Pitch | 16mils(0.4mm) | 12mils(0.3mm) |
| Smallest BGA Pitch | 10mils(0.25mm) | 6mils(0.15mm) |
| NC Rout | ||
| Min. Rout to copper space | 8mils | 7mils |
| Rout tolerance | +/-4mils | +/-3mils |
| Scoring (V-cut) | ||
| Conductor to center line | 15mils | 15mils |
| X&Y Position Tolerance | +/-4mils | +/-3mils |
| Score Anger | 30o/45o | 30o/45o |
| Score Web | 10mils min. | 8mils min. |
| Beveling | ||
| bevel anger | 20-71o | 20-71o |
| Bevel Dimensional Tolerance | +/-10mils | +/-10mils |
| Impedance controll | ||
| Impedance controll | +/-10% | +/-7% |
Meer bekijken +
Materialen voor Hoge Frequentie Printplaten
Speciale materialen zijn vereist om de hoge frequentie te bereiken die dit type printplaat biedt. Er zijn diverse substraatmaterialen die uw ontwerp ondersteunen en die kunnen verschillen op basis van de vereiste signaalsnelheden en de toepassing/omgeving van de printplaat.
Qua prijs is FR4 het minst duur in vergelijking met speciale hoogfrequente materialen en Teflon, waarbij Teflon het duurste is. FR-4 begint echter in prestaties af te nemen wanneer de signaalsnelheid boven 1,6 GHz komt.
Nieuwere generatie substraten, Teflon en flexibele circuits zijn de beste opties als het gaat om Dk, Df, waterabsorptie en overleving in de omgeving.
Als een printplaat een frequentie boven 10 GHz vereist, zijn nieuwere generatie substraten, Teflon en flexibele substraten de beste keuze, omdat ze aanzienlijk superieur zijn aan traditioneel FR-4-materiaal.
De meest voorkomende leveranciers van hoogfrequente substraten zijn Rogers, Isola, Taconic en Megtron-materialen van Panasonic. Al deze materialen hebben over het algemeen een lagere Dk en lagere verliezen.
Eigenschappen van Materialen voor Hoge Frequentie Printplaten
Er zijn enkele materiaaleigenschappen waarop u zich moet richten bij het selecteren van materialen voor hoge frequentie printplaten. Er zijn meerdere leveranciers die deze materialen produceren, en zij concurreren met elkaar op basis van de elektromagnetische eigenschappen van hun materialen. U kunt alle hieronder gespecificeerde eigenschappen terugvinden in de datasheets van de leverancier.
Dk en Df (Verliestangens)
Dit is waarschijnlijk het eerste waar iedereen naar kijkt bij het bestuderen van datasheets. Materiaalleveranciers vermelden deze waarden bij specifieke frequenties, meestal 1 GHz of 10 GHz, afhankelijk van de doelmarkt voor het materiaal. De meeste ontwerpers beginnen met deze specificatie omdat ze werken met een systeem dat lage verliezen moet hebben, dus ze vergelijken meestal eerst de diëlektrische verlieswaarden.
Het belangrijkste aandachtspunt hangt af van het type hoge frequentie printplaat dat u wilt ontwerpen:
- Kleine RF-printplaten: Als uw doel zeer kleine RF-printplaten is, heeft u een groter reëel deel van de diëlektrische constante nodig.
- Lage verliezen: Als uw doel lage verliezen is, moet u streven naar een laag imaginair deel van de diëlektrische constante.
Als uw verbindingen zeer lang zijn en er een risico is op excessieve verliezen, moet u een materiaal gebruiken met een kleiner imaginair deel van de diëlektrische constante. Het reële deel (Dk) heeft geen invloed op diëlektrische verliezen wanneer de impedantie vaststaat op uw doelwaarde. Dk is echter wel belangrijk omdat het de golflengte van uw signaal bepaalt in uw hoge frequentie printplaat. Kleinere circuits vereisen over het algemeen een kleinere golflengte, wat betekent dat u een hogere Dk-waarde nodig heeft.
Een belangrijk punt bij RF-printplaten die afhankelijk zijn van resonantie (zoals golfgeleiders, antennes en resonatoren) is de richting van het elektrische veld. De diëlektrische constante van substraatmaterialen verschilt per as in het materiaal, dus de diëlektrische constante die de voortplantingssnelheid en resonantie bepaalt, hangt af van de richting van het elektrische veld in het systeem. Deze verschillen kunnen slechts ongeveer 5% bedragen, maar ze zijn van belang in hoogwaardige structuren zoals korte resonatoren en zenders die gemoduleerde signalen ondersteunen. De diëlektrische constante voor verschillende polarisatierichtingen moet in uw materiaaldatasheets worden gespecificeerd.
Beschikbare diktes en paneelformaten
- Gebruik een hogere Dk-waarde om kleinere circuits te verkrijge
- Gebruik een dunner laminaat om kleinere circuits te verkrijgen
| Typical Thicknesses1 | |
|---|---|
| Inches | mm |
| 0.010 | 0.25 |
| 0.020 | 0.51 |
| 0.030 | 0.76 |
| 0.060 | 1.52 |
| Typical Panel Sizes2 | |
|---|---|
| Inches | mm |
| 12 x 18 | 205 x 457 |
| 16 x 18 | 406 x 457 |
| 18 x 24 | 457 x 610 |
| 36 x 48 | 914 x 1220 |
Welke materialen worden typisch gebruikt voor hoogfrequente printplaten?
De volgende materialen zijn geschikt voor het productieproces van hoge frequentie printplaten:
- Materialen zoals Isola I-speed, Isola Astra en Tachyon vertonen lage verliezen bij hoge frequenties.
- Rogers 4350B en Panasonic Megtron 6
- Rogers 4350B toont lage verliezen en is geschikt voor het frequentiebereik van 500 MHz tot 3 GHz.
- Panasonic Megtron 6 toont eveneens lage verliezen en is geschikt voor frequenties van 3 GHz en hoger.
Simpel gezegd is het een multilayer printplaat die is ontworpen om signalen van punt naar punt te geleiden bij een specifieke frequentie en snelheid. De signalen zijn doorgaans impedantiegestuurd en bevinden zich op specifieke lagen in de hoogwaardige printplaat.
Printplaten worden meestal vervaardigd uit speciale laminaten zoals Rogers, Taconic, Isola of Arlon, om er een paar te noemen. De plaat kan rigide, flexibel of een combinatie van beide (rigid-flex) zijn en is verkrijgbaar in verschillende afmetingen, vormen en diktes.
Materiaalkeuze, laagopbouw, spoorbreedte en -afstand, viaplaatsing, aarding en signaalintegriteitsanalyse zijn kritieke factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerpen van hoge frequentie printplaten. Deze printplaten zijn een type elektronisch substraat dat is ontworpen om hoogfrequente signalen te verwerken. Ze worden gebruikt in diverse toepassingen, zoals communicatiesystemen, radarsystemen en medische apparatuur. Een correct ontwerp van deze printplaten resulteert in een betere signaalkwaliteit en verbeterde systeemprestaties.
High Frequency PCB Design Tips
- Materiaalkeuze
- Laagopbouw
- Spoordikte & -afstand
- Viaplaatsing
- Aarding
- Signaalintegriteit
Bij het ontwerpen van printplaten voor uw toepassing is het essentieel om materialen te gebruiken die de vereiste prestaties leveren voor een succesvol resultaat. Voor specifieke hoogfrequente, microgolf- of RF-toepassingen dient u samen te werken met een fabrikant om laminaten te verkrijgen die optimale prestaties garanderen.
Deze laminaten vereisen vaak verschillende soorten b-stadium/prepreg- of bindlagen voor de laminering in multilayer printplaatontwerpen. De meest gebruikte serie is de Rogers RO4000. Overleg met een expert van Benchuang Electronics om te bepalen welke materialen het meest geschikt zijn voor uw printplaten.
Sindsdien hebben we onze ervaring met verschillende basismaterialen continu verbeterd – en vandaag de dag kunnen we talrijke materialen verwerken, zelfs in gemengde opbouwen.
Hoge frequentie printplaten worden doorgaans toegepast in radio- en hoogfrequente digitale toepassingen zoals 5G- of 6G-draadloze communicatie, automotive radarsensoren, lucht- en ruimtevaart, satellieten en meer. In vergelijking met conventionele FR4-materialen bieden hoogfrequente laminaten lagere signaalverliezen en constante diëlektrische eigenschappen. Benchuang Electronics is gespecialiseerd in de productie van multilayer- en HDI-printplaten van hoogfrequente diëlektrische materialen.
Aan de slag met Hoge Frequentie printplaat
- Blinde via's, begraven via's, Ultra HDI printplaat
- Hoge frequentie laagverlies printplaat materiaal
- TLY-5, RF35, RF-35TC, TSM-DS3, TLX-8, TLX-9 materiaal
- RO4003, RO4350B, RO4835, RT/duroid 5870, RT/duroid 5880, RT/duroid 6002, TMM3, TMM4, TMM6, TMM10, TMM10i materiaal