ステバルのGHzパフォーマンスを 如何に小指の大きさになるか?RF フロント エンド,アンテナ フィード,マイクロ波 モジュール に 関する エンジニア たち に は,これ は 日常 の 課題 です.空間 は 縮小 し,周波数 は 増加 し,誤差 の 幅 は 消え ます.

この記事では,最近完成した2層高周波PCBを使用しています. ロジャース RT/デュロイド 6202に構築されており, 42.36mm × 21.9mm しか測定していません.コンパクトなRF設計が機能する.

主要なトレードオフ: サイズと信号の整合性

板が小さければ,すべてのデザイン選択が複合体になります. 軌跡幅が縮小し,インピーダンスの制御が難しくなります. 板の厚さは低下し,機械的硬さや側面比に影響します.コンポーネント密度低下接続器の性能がより重要になります.

コンパクトのRF設計では "ベストな材料は?" という質問は滅多にありませんが "この周波数,このフットプリント,そしてこの予算に最適な材料は?" という質問です"バランスを崩すということは 必要なことのないパフォーマンスに 支払うこと信号の完整性を失うのは 余裕がない

正しい 高周波 層 板 を 選ぶ

RT/duroid 6202は,低損失,低Dkのラミネートの一族に属し,織物ガラス強化が限られている.それがどこに合っているのか,どこに合っていないのかを理解することは材料選択の第一歩である.

介電常数 と 厚さ

6202について理解すべき最も重要なことの"つは,そのDkが厚さによって変化することです. 10GHz/23°Cでは,数字は次のように分解されます:

• 0.005"ラミネート:Dk 3.06 ±0.04

• 0.010"および0.015"ラミネート:Dk 3.02 ±0.04

• 0.020"以上:Dk 2.94 ±0.04

20ミリ基板で50オム線を設計している場合,あなたはDk2で作業しています.944/7ミリ回線のボードでは,そのシフトがデザインを壊すのに十分かもしれません.

損失と熱安定性

6202の散逸因子は10GHz/23°Cで0.0015である.文脈のために,標準FR-4は0.02の範囲に位置する.,この違いが重要なのです

熱安定性も重要です.Dkの熱係数は−50〜+150°Cの10GHzで5ppm/°Cである.CTEはXとYで15ppm/°C,Zで30ppm/°C (−55〜288°C) 銅によくマッチしている.Td は 500°C TGA熱伝導性は0.68W/m/K. 湿度吸収度は0.04%で,この材料はUL 94-V0で評価されています.

次元 の 安定性: 隠れ て いる 利点

6202 の 最も 過小評価 さ れ て いる 特質 は,その 寸法 の 安定性 です.0.05 から 0.07 ミル/インチ です.これは,材料 の 限られた 織り された ガラス 強化 に よる もの です.

なぜこれが重要なのでしょう? 4/7ミリリットルの痕跡を 刻むとき 処理中の小さな次元変化が 容量を超えた痕跡を 押し出します多くの材料は,緊密な位置容量に達するために二重エッチングを必要とします6202では,その追加のステップはしばしば不要です. これはより速い処理,低コスト,エラーの機会が少なくなります.

コンパクトRFボードのためのスタックアップ設計

この例のボードはシンプルな2層のスタックアップを使用します.

• 銅層 1: 35 μm

• ロジャース RT/デュロイド 6202 基板: 20ミリ (0.508mm)

• 銅層2: 35 μm

完成板の厚さは0.6mmで,外層には1オンス (1.4ミリ) の銅があります.盲目バイアスはありません. プラチングは20μmです. 表面仕上げはENIGです.

この 積み重ね が 効果 的 な 理由

2層のRFボードでは,シンプルさが特徴である.単一の介電層は,インパデンス不連続性が少なく,制御インパデンスルーティングが容易になり,製造が簡単である.20ミリ基板は50オームで合理的な痕跡幅のために十分な厚さを提供します完全なパネルがコンパクトな箱に適した薄さで

表面仕上げとしてENIGを選択することも意図的です.ENIGは,細角SMT組み立てと信頼性の高い溶接のために重要な平坦でコプラナーな表面を提供します.OSPや浸し銀のような仕上げと比較して,良い耐腐蝕性と長い保存期間を提供しています.

単面処理

このボードには上部用シルクスクリーン (白) と上部用溶接マスク (緑) が使用されていますが,下部用シルクスクリーンや溶接マスクは使用していません.これは,下側が金属のハウジングまたはヒートシンクと直接接触する必要があるRFモジュールで一般的なアプローチですその側から溶接マスクを取り除くと 正確な熱と電気接触が確保されます

細質のRFボードの製造上の考慮事項

このボードの構造の詳細は 製造精度についての物語を語ります

• 最小の痕跡/空間: 4/7ミリ

• 穴の最小サイズ:0.4mm

• 完成板の厚さ: 0.6mm

• 厚さ: 20 μm

• 輸送前100%の電気試験

薄い 板 の 課題

薄い板は,ラミネートやエッチング中に曲げやすい.登録と追跡の完全性に影響を与える可能性があります6202の次元安定性によって 緩和ができますが プロセス制御は重要です

薄い 基板 に ある 微細 な 痕跡

0.6mmボードの4/7ミリ痕/スペースは,エッチングパラメータの注意的な制御を必要とする.過剰なエッチングは,痕跡幅を減少させ,インピーダンスを変化させることができる.低エッチングはショートを引き起こす可能性があります.6202は,しばしば二重エッチングの必要性を排除するという事実は,この方程式を大幅に簡素化します.

信頼性によって

0.4mm の最小穴サイズと 20 μm のプレート厚さで,信頼性はプレートの均一性と粘着の機能である.RF信号では,性能も地上帰還経路と信号発射品質に影響します信号の完整性を維持するために,信号移行の近くで適切な地道を含む適切な設計は不可欠です.

この 方法 を 要求 する 応用

RT/デュロイド6202は,以下に一般的に使用されています.

• 段階配列アンテナ

• 地上および空中レーダーシステム

• GPSアンテナ

• 動力バックプラン

• 商用航空会社の衝突回避システム

• 線形ネットワーク

これらのアプリケーションには共通の要件があります. 温度を超えて安定したRF性能,低信号損失,そして要求の高い環境での信頼性の高い動作.この システム に 自然 に 適合 する よう に 描写 さ れ て いる よう な 複合 の 2 層 の 板 が あり ます特に空間が限られていて,信号の1dBも予算が重要な場合です.

次のRFデザインの鍵

1DKとスタックアップを 合わせる層面のDkが厚さごとに一定だと仮定しないでください. 痕跡幾何学を最終化する前に 特定の基板厚さの値を確認してください.

2初期に次元安定性について考える.細い痕跡を使えば 細い痕跡が収縮しない素材は 処理の段階を節約し リスクを軽減します

32層のスタックアップをシンプルに多くのRFアプリケーションでは,制御されたインピーダンスのルーティングを持つ単一の電解層が十分である.多層スタックアップは,常にパフォーマンスを追加することなく,複雑性とコストを追加する.

4組み立ての周りに表面の仕上げを計画する.ENIG は,細角SMT とワイヤ結合の強いデフォルトです.あなたの下側が熱接触を必要とする場合は,溶接マスクを省略すべきかどうかを検討してください.

5輸送前に100%テストRFボードでは,電気テストはオプションではありません. すべてのネットワークでオープンで短い検証は,あなたが受け取ったものがあなたが設計したものと一致することを保証します.

終わり の 考え方

コンパクトRF設計はバランス行為です. 材料の特性,スタックアップの選択,製造能力はすべて相互作用します.2層 RT/duroid 6202 の設計で, 4/7 mm の痕跡と ENIG 仕上げが示されています..

材料の選択や スタックアップオプションや 製造の可行性について お話ししたいなら 連絡してくださいゲーバーのファイルを見直して 可能な事を議論する.