Definícia vysokofrekvenčnej dosky
Vysokofrekvenčná doska plošných spojov, známa aj ako vysokofrekvenčná doska plošných spojov, je špeciálne navrhnutá doska plošných spojov, ktorá dokáže spracovávať a prenášať vysokofrekvenčné signály. Tento typ dosky plošných spojov musí pri návrhu a výrobe zohľadňovať viacero faktorov, aby sa zabezpečila integrita a spoľahlivosť signálov počas vysokorýchlostného prenosu. Nasleduje definícia vysokofrekvenčnej dosky:
Frekvenčný rozsah: Všeobecne povedané, vysokofrekvenčnú dosku možno definovať ako dosku plošných spojov s frekvenciou nad 1 GHz. Používa sa hlavne pre dosky plošných spojov vo vysokofrekvenčných (frekvencia väčšia ako 300MHz alebo vlnová dĺžka menej ako 1 meter) a mikrovlnných (frekvencia väčšia ako 3 GHz alebo vlnová dĺžka menšia ako 0,1 metra) poliach.
Výber materiálu: Vysokofrekvenčné dosky sa zvyčajne vyrábajú zo špecifických materiálov, ako sú Rogers, Taconic, Isola, F4B, TP-2 atď. Tieto materiály majú vysoké dielektrické konštanty a nízke stratové faktory, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie vo vysoko frekvenčná komunikácia a mikrovlnné polia.
Výkonové charakteristiky: Vzhľadom na povrchový efekt vysokofrekvenčných obvodov musia mať vysokofrekvenčné dosky dobré dielektrické vlastnosti, aby sa zabezpečil efektívny prenos vysokofrekvenčných komponentov a znížil sa útlm signálu. Okrem toho musia mať vysokofrekvenčné dosky vysokú presnosť, vysokú stabilitu a dobrý výkon pri odvádzaní tepla.
1.2 Oblasti použitia vysokofrekvenčnej dosky
Komunikačné zariadenia: bezdrôtové základňové stanice, satelitné komunikačné zariadenia, anténne systémy, filtre atď. vyžadujú vysokofrekvenčné dosky na podporu vysokorýchlostného prenosu dát a stabilnej komunikácie. Automobilová elektronika: V automobilových zábavných systémoch, navigačných systémoch, pokročilých asistenčných systémoch vodiča (ADAS) a radaroch na predchádzanie kolíziám atď. sa používajú vysokofrekvenčné dosky na dosiahnutie zložitých elektronických riadiacich funkcií. Lekárske vybavenie: diagnostické a terapeutické prístroje, ktoré využívajú vysokofrekvenčné dosky na prenos presných lekárskych údajov a obrázkov. Letectvo a vojenské oblasti: vzdušné a pozemné radarové systémy, aplikácie s milimetrovými vlnami atď., využívajúce odolnosť voči vysokej teplote, odolnosť proti korózii a vysoké izolačné vlastnosti vysokofrekvenčných dosiek. Spotrebná elektronika: inteligentné domácnosti, nositeľné zariadenia, televízory, mobilné telefóny, fotoaparáty atď., využívajú vysokofrekvenčné dosky na dosiahnutie rýchlejšieho spracovania a prenosu údajov. Priemyselné riadenie: Prístroje, merače, priemyselná automatizačná komunikácia atď. vyžadujú vysokofrekvenčné dosky na zabezpečenie rýchlosti a stability prenosu signálu. Rádiofrekvenčná identifikácia (RFID): Použitie vysokofrekvenčných dosiek v štítkoch a čítačkách na dosiahnutie rýchleho čítania a zápisu údajov. Živé vysielanie satelit: používa vysokofrekvenčné dosky na spracovanie vysokofrekvenčného prenosu signálu. Mikrovlnné spojenie: mikrovlnné spojenie bod-bod v E-pásme a ďalšie aplikácie vyžadujú nízkostratové vysokofrekvenčné dosky na zníženie útlmu signálu počas prenosu. Servery a dátové centrá: S rozvojom cloud computingu a veľkých dát rastie aj dopyt po vysokofrekvenčných doskách používaných v serveroch a dátových centrách.
2, Materiálové charakteristiky vysokofrekvenčnej dosky
2.1 Dielektrická konštanta a dielektrická strata
2.1.1 Dielektrická konštanta (Dk)
Dielektrická konštanta je fyzikálna veličina, ktorá popisuje schopnosť materiálu ukladať náboje v elektrickom poli. Pri vysokofrekvenčných platniach veľkosť ich dielektrickej konštanty priamo ovplyvňuje prenosovú rýchlosť a kvalitu signálov.
Charakteristická analýza:
Malý a stabilný: Dielektrická konštanta substrátu vysokofrekvenčnej dosky musí byť malá a stabilná. Vo všeobecnosti platí, že čím menšia je dielektrická konštanta, tým lepšie. Je to preto, že prenosová rýchlosť signálu je nepriamo úmerná druhej odmocnine dielektrickej konštanty materiálu a vysoká dielektrická konštanta môže ľahko spôsobiť oneskorenie prenosu signálu.
Frekvenčná závislosť: Dielektrická konštanta sa môže meniť s frekvenciou. Napríklad vysokofrekvenčná doska Rogers RO4350B namerala pri frekvencii 10GHz hodnotu dielektrickej konštanty 3,48, zatiaľ čo pri frekvencii 24GHz sa dielektrická konštanta mierne znížila na 3,47.
Výber materiálu: Aby sa splnili požiadavky na prenos vysokofrekvenčných signálov, vysokofrekvenčné doskové materiály sa zvyčajne vyberajú s nízkymi dielektrickými konštantami, ako sú termoplastické materiály z polytetrafluóretylénu (PTFE) a termosetové materiály z uhľovodíkovej živice (PCH).