- Blinda via, begravda via, Ultra HDI-kretskort
- Högfrekventa lågförlustkretskortsmaterial
- TLY-5, RF35, RF-35TC, TSM-DS3, TLX-8, TLX-9-material
- RO4003, RO4350B, RO4835, RT/duroid 5870, RT/duroid 5880, RT/duroid 6002, TMM3, TMM4, TMM6, TMM10, TMM10i-material
Högfrekvenskretskort
Ett kretskort som arbetar med en frekvens på 100 MHz eller högre kan betraktas som ett högfrevenskretskort. De laminatmaterial som används för att tillverka sådana kretskort kännetecknas av låg dielektrisk konstant (Dk), hög CTE (värmexpansionskoefficient), låg förlusttangent (Df) och avancerade kompositer. Dessa kretskort används inom militära, medicinska och avancerade kommunikationstillämpningar såsom GPS, radar och basstationer.
Ett högfrevenskretskort, oavsett om det är rigid eller flexibelt, erbjuder snabbare signalflyt och en frekvensomfattning upp till 100 GHz. Det är viktigt att notera att det finns många material som är designade för att fungera vid höga frekvensnivåer. Högfrevenskretskort definieras av lägre dielektrisk konstant (Dk), lägre förlustfaktor (Df) och låga nivåer av termisk expansion. De används regelbundet inom HDI-teknik och används i stor utsträckning inom höghastighetskommunikation, telekommunikation och RF-mikrovågsteknik.
Möjligheter hos Högfrekvenskretskort
När det gäller design av högfrevenskretskort är det viktigt att designingenjören samarbetar med kretskortstillverkaren för att välja material som uppfyller de önskade frekvensprestandakraven och för att fastställa den korrekta lageruppbyggnaden. Benchuang Electronics har omfattande ingenjörskompetens och erfarenhet av kontrollerad djupborrning, kontrollerad fräsning och bakåtborttagning av borrspån (back drilling), till skillnad från många av våra konkurrenter. Detta innebär att vi har tekniken, erfarenheten och kunskapen för att hjälpa dig att designa och bygga rätt högfrevenskretskort från början.
Designriktlinjer för Högfrekvenskretskort
Ladda ner våra designriktlinjer för högfrevenskretskort
För att undvika fel från början har vi sammanställt våra designriktlinjer som en checklista.
Dokumentet listar några av de tillverkningsfunktioner som vanligtvis förknippas med högfrevenskretskort. De angivna gränsvärdena är inte uttömmande; våra erfarna ingenjörer har också arbetat med alla typer av kretskortsmaterial, så de har kunskapen och expertisen för att ge rekommendationer och besvara alla dina frågor om högfrevenskretskort. Viktigast av allt, de vet hur man kan hjälpa till med tillverkningsbarhet och identifiera potentiella kostnadsdrivande faktorer i ett projekt.
| 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% |
Visa fler +
Högfrekvenskretskortsmaterial
För att uppnå de höga frekvenser som detta slags kretskort kräver behövs specialmaterial. Det finns en mängd substratmaterial som stödjer din design och som kan skilja sig åt beroende på krav på signalhastighet och kretskortets tillämpning/miljö.
Prismässigt är FR4 det billigaste alternativet jämfört med dedikerade höghastighetsmaterial och Teflon, där Teflon är det dyraste. Dock börjar FR-4:s prestanda försämras när signalhastigheten överstiger 1,6 GHz.
Nya generations substrat, Teflon och flexibla kretsar är de bästa alternativen när det gäller Dk, Df, vattenabsorption och överlevnadsförmåga i miljön.
Om ett kretskort kräver en frekvens över 10 GHz är nya generations substrat, Teflon och flexibla substrat det bästa valet eftersom de är vida överlägsna traditionella FR-4-material.
De vanligaste leverantörerna av höghastighetssubstrat är Rogers, Isola, Taconic och Panasonics Megtron-material. Alla dessa material har vanligtvis lägre Dk och lägre förluster.
Egenskaper hos högfrevenskretskortsmaterial
Det finns några materialegenskaper som bör fokuseras på vid val av högfrevenskretskortsmaterial. Flera tillverkare producerar dessa material och de konkurrerar med varandra baserat på de elektromagnetiska egenskaperna hos sina material. Du hittar alla de materialegenskaper jag nämner nedan i tillverkarnas datablad.
Dk och Df (förlusttangent)
Detta är förmodligen den vanligaste parametern som alla letar efter när de granskar datablad. Materialtillverkarna redovisar dessa värden vid specifika frekvenser, vanligtvis 1 GHz eller 10 GHz, beroende på materialets målgrupp. De flesta designers börjar troligen med denna specifikation eftersom de arbetar med system som kräver låga förluster, så de jämför vanligtvis dielektriska förlustvärden från början.
Den viktiga faktorn att fokusera på beror på vilken typ av högfrevenskretskort du vill designa:
- Om målet är att skapa mycket små RF-kretskort behövs en större realdel av den dielektriska konstanten.
- Om målet är låga förluster bör du sikta på en låg imaginärdel av den dielektriska konstanten.
Om dina interkonnektioner blir mycket långa och det finns risk för överdrivna förluster bör du använda ett material med en mindre imaginärdel av den dielektriska konstanten. Realdelen (Dk) har ingen inverkan på dielektriska förluster när impedansen är fixerad vid ditt målvärde. Dock spelar Dk roll eftersom den bestämmer våglängden för din arbetssignal i högfrevenskretskortet. Mindre kretsar behöver generellt en kortare våglängd, vilket innebär att du behöver ett högre Dk-värde.
En viktig punkt som uppstår i RF-kretskort som förlitar sig på resonans (som vågledare, antenner och resonatorer) är det elektriska fältets riktning. Den dielektriska konstanten hos substratmaterial skiljer sig åt längs varje axel i materialet, så den dielektriska konstanten som bestämmer vågutbredningshastighet och resonans beror på det elektriska fältets riktning i systemet. Dessa skillnader kan vara så små som 5 %, men de spelar roll i vissa hög-Q-strukturer som korta resonatorer och sändare som hanterar modulerade signaler. Värdena för den dielektriska konstanten för olika elektriska polarisationsriktningar bör anges i materialets datablad.
Tillgänglig tjocklek och panelstorlek
- Använd ett högre Dk-värde för att få mindre kretsar
- Använd ett tunnare laminat för att få mindre kretsar
| 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 |
Vanliga material för högfrevenskretskort?
Följande material är lämpliga för tillverkningsprocessen av högfrevenskretskort:
- l Material som Isola I-speed, Isola Astra och Tachyon uppvisar låga förluster vid höga frekvenser.
- l Rogers 4350B och Panasonic Megtron 6
- Rogers 4350B visar låga förluster och är lämpligt i frekvensområdet 500 MHz till 3 GHz.
- Panasonic Megtron 6 visar även låga förluster och är lämpligt för frekvenser på 3 GHz och högre.
Enkelt uttryckt är det ett multilayerkretskort designat för att överföra signaler från punkt till punkt vid en specifik frekvens och hastighet. Signalerna är vanligtvis impedanskontrollerade och placerade på specifika lager i det högpresterande kretskortet.
Kretskort tillverkas vanligtvis på speciallaminat som Rogers, Taconic, Isola eller Arlon, för att nämna några. Kretskortet kan vara rigid, flexibelt eller en kombination av flex-rigid (flex-rigid mönsterkort) och finns i många olika storlekar, former och tjocklekar.
Materialval, lageruppbyggnad (stack-up), spårbredd och avstånd, viaplacering, jordning och signalintegritetsanalys är kritiska faktorer som bör beaktas vid design av högfrevenskretskort. Dessa kretskort är en typ av elektroniskt substrat som är designat för att hantera högfrekventa signaler. De används i olika applikationer som kommunikationssystem, radarsystem och medicinsk utrustning. Korrekt design av dessa kretskort leder till bättre signalkvalitet och förbättrad systemprestanda.
Designtips för högfrevenskretskort
- Material Selection
- Layer Stack-up
- Spårbredd och avstånd
- Viaplacering
- Jordning
- Signalintegritet
När du designar kretskort för din applikation är det viktigt att använda material som ger den prestanda du behöver för att lyckas. Om du behöver något specifikt för hög frekvens, mikrovågor eller RF-applikationer, måste du samarbeta med en tillverkare för att få laminat som håller allt på rätt spår.
Dessa laminat kräver ofta olika typer av b-steg/prepreg eller bindskikt för att laminera dem i multilayerkretskort. Det vanligaste är Rogers RO4000-serien. Kontakta en expert på Benchuang Electronics för att lära dig mer om vilka material som passar bäst för dina kretskort.
Sedan dess har vi fortsatt att förbättra vår erfarenhet med olika basmaterial – och idag kan vi bearbeta många olika material och till och med blandade uppbyggnader.
Högfrevenskretskort används vanligtvis i radio- och höghastighetsdigitala applikationer som 5G eller 6G trådlös kommunikation, fordonsradarsensorer, flyg- och rymdindustri samt satelliter. Jämfört med traditionella FR4-material erbjuder högfrevenslaminat lägre dämpning och konstanta dielektriska egenskaper. Benchuang Electronics har specialiserat sig på tillverkning av multilayer- och HDI-kretskort av högfrevensdielektriska material.
Kom igång med Högfrekvenskretskort
- Blinda via, begravda via, Ultra HDI-kretskort
- Högfrekventa lågförlustkretskortsmaterial
- TLY-5, RF35, RF-35TC, TSM-DS3, TLX-8, TLX-9-material
- RO4003, RO4350B, RO4835, RT/duroid 5870, RT/duroid 5880, RT/duroid 6002, TMM3, TMM4, TMM6, TMM10, TMM10i-material