Definice vysokofrekvenční desky
Vysokofrekvenční deska plošných spojů, známá také jako vysokofrekvenční deska s plošnými spoji, je speciálně navržená deska s plošnými spoji, která dokáže zpracovávat a přenášet vysokofrekvenční signály. Tento typ desky plošných spojů musí při návrhu a výrobě zvážit více faktorů, aby byla zajištěna integrita a spolehlivost signálů při vysokorychlostním přenosu. Následuje definice vysokofrekvenční desky:
Frekvenční rozsah: Obecně lze vysokofrekvenční desku definovat jako desku plošných spojů s frekvencí nad 1 GHz. Používá se hlavně pro desky plošných spojů ve vysokofrekvenčním (frekvence větší než 300MHz nebo vlnová délka menší než 1 metr) a mikrovlnném (frekvence větší než 3 GHz nebo vlnová délka menší než 0,1 metru) poli.
Výběr materiálu: Vysokofrekvenční desky jsou obvykle vyrobeny ze specifických materiálů, jako jsou Rogers, Taconic, Isola, F4B, TP-2 atd. Tyto materiály mají vysoké dielektrické konstanty a nízké ztrátové faktory, díky čemuž jsou vhodné pro aplikace ve vysokofrekvenčních frekvenční komunikace a mikrovlnná pole.
Výkonové charakteristiky: Kvůli povrchovému efektu vysokofrekvenčních obvodů musí mít vysokofrekvenční desky dobré dielektrické vlastnosti, aby zajistily efektivní přenos vysokofrekvenčních komponent a snížily útlum signálu. Kromě toho musí mít vysokofrekvenční desky také vysokou přesnost, vysokou stabilitu a dobrý výkon při odvodu tepla.
1.2 Oblasti použití vysokofrekvenční desky
Komunikační zařízení: bezdrátové základnové stanice, satelitní komunikační zařízení, anténní systémy, filtry atd. vyžadují vysokofrekvenční desky pro podporu vysokorychlostního přenosu dat a stabilní komunikace. Automobilová elektronika: V automobilových zábavních systémech, navigačních systémech, pokročilých asistenčních systémech řidiče (ADAS) a radarech pro předcházení kolizím atd. využívají vysokofrekvenční desky k dosažení komplexních elektronických řídicích funkcí. Lékařské vybavení: diagnostická a terapeutická zařízení, která využívají vysokofrekvenční desky k přenosu přesných lékařských dat a snímků. Letecký a vojenský obor: vzdušné a pozemní radarové systémy, aplikace s milimetrovými vlnami atd., využívající vysokou teplotní odolnost, odolnost proti korozi a vysoké izolační vlastnosti vysokofrekvenčních desek. Spotřební elektronika: chytré domácnosti, nositelná zařízení, televize, mobilní telefony, fotoaparáty atd. využívají vysokofrekvenční desky k dosažení rychlejšího zpracování a přenosu dat. Průmyslové řízení: Přístroje, měřiče, průmyslová automatizační komunikace atd. vyžadují vysokofrekvenční desky pro zajištění rychlosti a stability přenosu signálu. Radio Frequency Identification (RFID): Použití vysokofrekvenčních desek ve štítcích a čtečkách k dosažení rychlého čtení a zápisu dat. Živé vysílání satelit: využívá vysokofrekvenční desky pro zpracování vysokofrekvenčního přenosu signálu. Mikrovlnné spojení: mikrovlnné spojení bod-bod v E-pásmu a další aplikace vyžadují nízkoztrátové vysokofrekvenční desky, aby se snížil útlum signálu během přenosu. Servery a datová centra: S rozvojem cloud computingu a velkých dat roste také poptávka po vysokofrekvenčních deskách používaných v serverech a datových centrech.
2, Materiálové charakteristiky vysokofrekvenční desky
2.1 Dielektrická konstanta a dielektrická ztráta
2.1.1 Dielektrická konstanta (Dk)
Dielektrická konstanta je fyzikální veličina, která popisuje schopnost materiálu ukládat náboje v elektrickém poli. U vysokofrekvenčních desek velikost jejich dielektrické konstanty přímo ovlivňuje přenosovou rychlost a kvalitu signálů.
Charakteristická analýza:
Malá a stabilní: Dielektrická konstanta substrátu vysokofrekvenční desky musí být malá a stabilní. Obecně řečeno, čím menší dielektrická konstanta, tím lépe. Je to proto, že přenosová rychlost signálu je nepřímo úměrná druhé odmocnině dielektrické konstanty materiálu a vysoká dielektrická konstanta může snadno způsobit zpoždění přenosu signálu.
Frekvenční závislost: Dielektrická konstanta se může měnit s frekvencí. Například vysokofrekvenční deska Rogers RO4350B naměřila na frekvenci 10GHz hodnotu dielektrické konstanty 3,48, zatímco na frekvenci 24GHz se dielektrická konstanta mírně snížila na 3,47.
Výběr materiálu: Aby byly splněny požadavky na přenos vysokofrekvenčních signálů, jsou materiály vysokofrekvenčních desek obvykle vybírány s nízkými dielektrickými konstantami, jako jsou termoplastické materiály z polytetrafluorethylenu (PTFE) a termosetové materiály na bázi uhlovodíkové pryskyřice (PCH).