Miért olyan nehéz az RF és mikrohullámú NYÁK tervezése?

For the simplest explanation, RF and microwave PCBs are designed to operate at high frequencies, so the design process is a little more complex. In addition to being more sensitive to signal noise, they require conductive material and have sharp corners.

RF and microwave pcbs are designed to operate high frequency signals

RF and microwave circuit boards are specialized boards that are designed to operate high frequency signals. These boards are often made from low CTE materials, making them more stable in high-temperature conditions. They also enable easy alignment of multiple layers. In addition, they feature a multilayer board stack-up structure that helps lower assembly costs and maximize performance. High-frequency signals are very sensitive to noise, and designers need to ensure that their circuit boards will be resistant to this noise.

A high-permittivity substrate is essential for an RF PCB. Relative permittivity is the ratio between dielectric constant and vacuum permittivity. This feature is important because it minimizes the amount of space needed on the circuit board. In addition, substrate materials must be stable in both high and low temperatures, and they should be resistant to humidity.

They are more sensitive to signal noise

High-frequency signal noise is a common problem with RF and microwave PCBs, and designers must be especially careful to reduce its effects. RF and microwave signals have a much lower toleration for signal noise than high-speed digital signals, and they must be shaped in a way that will minimize its effects. To ensure the signal noise path is uninterrupted, a ground plane should be used on the circuit board.

Signal noise can have a number of negative effects on radio and microwave pcbs. First, RF and microwave signals are more sensitive to signal noise because they travel along a path of least resistance. Signals with higher frequencies tend to take paths with low inductance, which can cause signal noise and ringing. Therefore, it is vital to ensure a continuous ground plane from the driver to the receiver.

They require conductive material to dissipate heat

When power is applied to an RF or microwave printed circuit board, the conductive material must dissipate the heat generated. This is accomplished by following the general heat-flow model where the heat flows from the source to the area of lower temperature. Typically, a conductive material such as copper is used for RF applications because it has the ability to dissipate the heat without loss.

The dielectric constant (Dk) of a PCB substrate determines how well it dissipates heat. PCBs made of a conductive material have a lower Dk value than those made of inert material. High Dk values result in smaller PCBs.

They require multiple design rules

RF and microwave PCBs have multiple design rules that must be followed for optimal performance. For example, the layout of a RF/microwave PCB must account for the need for impedance matching between conductors, which is critical when dealing with RF. In addition, the circuit layout must also minimize the risk of crosstalk, which is the exchange of energy between conductors.

Another important rule when designing an RF/microwave PCB is that the substrate material must be able to absorb low humidity. This will help reduce the amount of space needed for the circuit board. Another consideration for substrate materials is the relative permittivity, which is the ratio of dielectric constant to vacuum permittivity. Ideally, the relative permittivity of RF/microwave PCB materials should be high enough to allow high-speed interconnects without compromising line width and impedance tolerances. This requires careful analysis of preliminary parameters and materials, which should be determined using a circuit board diagram.

A különbség a Flex Board Design és a merev PCB-k között

Ha érdeklik a hajlékony nyomtatott áramkörök, talán kíváncsi, mi a különbség a hajlékony és a merev nyomtatott áramkörök között. Bár mindkettő FR4-et használ fő szigetelőanyagként, van néhány különbség a hajlékony és a merev lapok között. Az első fő különbség az, hogy a hajlékony lapot fel lehet szerelni vagy fel lehet ragasztani egy felületre. A másik nagy különbség, hogy a hajlékony NYÁK-hoz árnyékoló fólia is hozzáadható. Az utolsó különbség a merev és a hajlékony NYÁK között a felhasznált szigetelőanyag típusa.

Az FR4 a flex PCB-k leggyakoribb merev szigetelőanyaga.

A merev PCB-k FR4 epoxi rétegelt anyagból készülnek. Általában ez az anyag a legolcsóbb anyag a NYÁK gyártásához. Ez az anyag azonban kevésbé alkalmas a magas hőmérsékleti teljesítményt igénylő alkalmazásokhoz. Ennek leküzdésére a gyártók magas hőmérsékletű laminátumokat használnak az FR4 magon. Ez alacsonyabb költségeket, nagyobb tartósságot és jobb teljesítményt eredményez.

A rugalmas NYÁK-ok rugalmas anyagokból, például poliészter vagy poliimid fóliából készülnek. Ezek az anyagok olcsók, de nem ideálisak nagyfrekvenciás áramkörökhöz. A merev NYÁK-ok hatékony működéséhez FR4 anyagra van szükség. A merev NYÁK-okat az orvosi és gyógyszeriparban, valamint különböző típusú berendezésekben is használják.

Az FR4 PCB-k kiválasztásakor számos szempontot kell figyelembe venni, de a legfontosabb a termék minősége. Bár sok gyártó készít megfizethető árú termékeket, a minőség terén nem szabad kompromisszumot kötnie. A vastagság fontos, amikor a lapon lévő rétegek számát kell meghatározni. Egy vastagabb lap tovább tart. Győződjön meg arról is, hogy az impedanciaillesztés megfelelő, ami minden elektromos áramkörben elengedhetetlen.

Az FR4 nagyon magas dielektromos állandóval rendelkezik, ami ideális a magas hőmérsékletű és mechanikai körülmények között történő felhasználásra. Az FR4 azonban nem ajánlott nagyfrekvenciás alkalmazásokhoz. Ezekre az alkalmazásokra a nagyfrekvenciás laminátumok jobb választásnak bizonyulnak.

Offset vezetők a flex board kialakításában

Az eltolt vezetők fontos elemei a hajlékony áramkörök tervezésének. Bár sok alkalmazásban nagyszerű választásnak bizonyulnak, problémákat is okozhatnak. Az összeszerelés, a használat és a kezelés során megsérülhetnek. Ennek megelőzése érdekében fontos a felhasznált anyag. Számos különböző típusú anyagot használnak, és a gyártóknak el kell dönteniük, hogy melyik típus szolgálja legjobban az igényeiket. A hajlékony áramkörökhöz gyakran használt anyagok közé tartozik a réz és a poliimid.

Az eltolt nyomvonalak segítenek megakadályozni, hogy a hajlítás során a külső vezetőkre koncentrálódjon a túlzott feszültség. A rézelemeknek legalább 0,025 hüvelyk távolságot kell hagyni a külső rétegeken. Emellett fontos a hajlítórétegek vastagságának kiegyensúlyozása. Ezenkívül a flex rétegek párban is használhatók. Az is fontos, hogy a flex ragasztót távol tartsa a merev területtől. Ezenkívül a párhuzamos elrendezés segít kiküszöbölni a mechanikai feszültséget.

A hajlékony áramkörök jellemzően kétféle hajlékony áramkörrel rendelkeznek: merev és rugalmas. A rugalmas hajlékony hajlékony áramköröket gyakran nevezik hajlékony lapkakialakításoknak. Ez a fajta lap több rézrétegből készül, és minden egyes réteg különböző mértékben hajlítható. A hajlítási sugár fontos az áramkör alakjának és integritásának megőrzése szempontjából.

A rugalmas áramkörök különböznek a merev áramköröktől, de sok folyamat ugyanaz. A hajlékony anyagot, általában rézzel bevont poliimidet fúrják, galvanizálják, fényképezik és fejlesztik. Ezután a felesleges nedvesség eltávolítása érdekében megsütik. Végül egy fedőréteggel borítják, amely megakadályozza a lap hámlását és repedezését.