Hochfrequenz-PCB
- Jeden Tag 0.00-23.59
Ob starr oder flexibel, Hochfrequenz-Leiterplatten ermöglichen schnellere Signalübertragungsraten und unterstützen Betriebsfrequenzen bis zu 100 GHz. Ihre Leistung wird durch Materialien verbessert, die speziell aufgrund ihrer niedrigen Dielektrizitätskonstante (Dk), ihres niedrigen Verlustfaktors (Df) und ihrer minimalen Wärmeausdehnung ausgewählt wurden. HF-Leiterplatten werden häufig in der High-Density-Interconnect-Technologie (HDI) verwendet und sind wichtige Komponenten in Hochgeschwindigkeitskommunikation, Telekommunikation und Hochfrequenz-Mikrowellenanwendungen.
Fastlink ist ein in China ansässiger professioneller Leiterplattenhersteller, der zuverlässige und leistungsstarke Dienstleistungen zur Herstellung von Hochfrequenz-Leiterplatten anbietet. Wir können Hochfrequenz-Leiterplatten typischerweise im Bereich von 500 MHz bis 10 GHz herstellen.
1. Verlustfaktor (Df): Hochfrequenz-Leiterplatten haben einen niedrigen Verlustfaktor, der normalerweise zwischen 0,0019 und 0,025 liegt. Dieser niedrige Df ist entscheidend, um die Signalübertragungsrate aufrechtzuerhalten, Signalverluste zu minimieren und die Signalübertragung zu verbessern.
2. Dielektrizitätskonstante (Dk): Die Dielektrizitätskonstante in HF-Leiterplatten ist niedriger und stabil, was für eine effiziente Frequenzübertragung und eine Verringerung der Signalverzögerung entscheidend ist. Eine niedrigere Dk trägt zur Verbesserung der Frequenzübertragungsfähigkeiten bei.
3. Chemische Beständigkeit: Diese Leiterplatten vertragen den Kontakt mit Chemikalien, was bedeutet, dass sie in Umgebungen, in denen der Kontakt mit Chemikalien ein Risiko darstellt, weniger wahrscheinlich korrodieren oder beschädigt werden.
4. Feuchtigkeitsaufnahme: HF-Leiterplatten werden aus Materialien hergestellt, die eine geringe Wasseraufnahmerate aufweisen, sodass sie in feuchten Umgebungen zuverlässig funktionieren, ohne dass ihre elektrischen Eigenschaften beeinträchtigt werden.
5. Dimensionsstabilität: Sie weisen eine geringe Dimensionsstabilität auf, d. h. sie behalten ihre Form und Größe unabhängig von der Temperatur, der sie ausgesetzt sind, sei es Hitze oder Kälte.
6. Wärmeleitfähigkeit: Die meisten Hochfrequenz-Leiterplattensubstrate haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,2–0,3 W/m/K. Um die Wärme effektiv zu leiten, kann ein dünneres Substrat verwendet werden, um den Wärmeflussweg zum Kühlkörper zu verkürzen. Ein dünneres Substrat kann jedoch aufgrund der HF-Erwärmung zu mehr Wärmeentwicklung führen. Umgekehrt kann ein dickeres Substrat mit geringerem Einfügungsverlust weniger HF-Wärme erzeugen, hat aber einen längeren Wärmeflussweg, was abgemildert werden kann, wenn das Substrat einen sehr niedrigen Verlustfaktor aufweist.
7. Materialauswahl: Die in HF-Leiterplatten verwendeten Materialien wie Teflon und Substrate der neueren Generation werden aufgrund ihrer niedrigen Dk- und Df-Werte, ihrer Wasserabsorptionseigenschaften und ihrer Beständigkeit in verschiedenen Umgebungen ausgewählt. Materialien wie FR4 sind weniger teuer, funktionieren aber bei Signalgeschwindigkeiten über 1,6 GHz möglicherweise nicht gut, während Teflon und flexible Substrate für Hochfrequenzanwendungen über 10 GHz besser geeignet sind.
8. Materialien für das Wärmemanagement: Einige Laminate versprechen eine hohe Wärmeleitfähigkeit und geringe Verluste. RT/Duroid 6035HTC beispielsweise hat einen sehr niedrigen Verlustfaktor und eine extrem hohe Wärmeleitfähigkeit von 1,44 W/m/K. Die Auswahl des richtigen Materials ist für Hochfrequenz- und Hochleistungs-PCB-Anwendungen entscheidend, um ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement sicherzustellen.
1. Materialien: HF-PCBs werden aus speziellen Materialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante (Dk) und niedrigem Verlustfaktor (Df) hergestellt. Dk misst, wie stark ein Material ein elektrisches Signal verlangsamt, während Df misst, wie viel Energie als Wärme verloren geht. Niedrige Dk- und Df-Werte minimieren Signalverzerrungen und -dämpfung bei hohen Frequenzen.
2. Leiterbahngeometrie: Die Geometrie der Leiterbahnen, also der leitfähigen Pfade auf der Leiterplatte, ist für die Hochfrequenzleistung entscheidend. Leiterbahnbreiten und -abstände müssen sorgfältig kontrolliert werden, um Signalreflexionen und Übersprechen zu minimieren, die die Signalintegrität beeinträchtigen können.
3. Erdung und Stromverteilung: Eine ordnungsgemäße Erdung und Stromverteilung sind für HF-Leiterplatten unerlässlich, um eine stabile Signalübertragung zu gewährleisten und Rauschen zu minimieren. Um dies zu erreichen, werden üblicherweise Erdungsflächen, dedizierte Stromflächen und Entkopplungskondensatoren eingesetzt.
4. Fertigungstechniken: HF-Leiterplatten erfordern spezielle Fertigungstechniken, um eine präzise Ausrichtung von Leiterbahnen, Durchkontaktierungen und anderen Komponenten zu gewährleisten. Um die erforderliche Genauigkeit zu erreichen, werden häufig Laser Direct Imaging (LDI) und kontrolliertes Impedanzbohren (CID) verwendet.
Hochfrequenz-Leiterplatten funktionieren mit speziellen Materialien und Designtechniken, um Signale mit hohen Frequenzen zu verarbeiten, die normalerweise über 1 GHz liegen. Diese Signale erfordern glatte Kupferoberflächen, Materialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante und eine genaue Kontrolle der Impedanz, um Signalverluste und Verzerrungen zu minimieren. Das Substrat der Leiterplatte besteht häufig aus Materialien wie PTFE (Teflon) oder hochentwickeltem Harz, um die Signalintegrität aufrechtzuerhalten. Das Design kann Mikrostreifen- oder Streifenleitungskonfigurationen enthalten, um den Signalweg zu steuern, und das Layout ist optimiert, um Übersprechen und elektromagnetische Störungen zu verhindern, die bei hohen Frequenzen kritisch sind.
Die Rogers RO4000-Serie ist branchenführend. Als verlustarmes Material wird es häufig in Mikrowellen- und Millimeterwellenfrequenzdesigns verwendet. Seine einfache Handhabung bei der Schaltungsherstellung und seine gleichbleibende Leistung bieten Vorteile gegenüber herkömmlichen PTFE-Materialien.
Insbesondere Rogers 4350B weist geringe Verluste auf und eignet sich für Anwendungen im Frequenzbereich von 500 MHz bis 3 GHz. Panasonic Megtron 6 ist ein weiteres verlustarmes Material, das für den höheren Frequenzbereich von 3 GHz und höher entwickelt wurde. Materialien wie Isola I-speed, Isola Astra und Tachyon weisen hervorragende verlustarme Eigenschaften bei hohen Frequenzen auf.
1. Rauschen minimieren: Designstrategien müssen darauf abzielen, elektromagnetische Interferenzen (EMI) zu reduzieren, eine erhebliche Störungsquelle bei Hochfrequenz-Leiterplatten.
2. Frequenz und Geschwindigkeit verstehen: Bei Hochfrequenz-Leiterplatten geht es um die Signaländerungsrate, die aufgrund der Impedanz und anderer Leiterplattenparameter die Signalintegrität beeinflusst.
3. Materialauswahl: Verwenden Sie Materialien mit stabilen Dielektrizitätskonstanten bei hohen Frequenzen und wählen Sie Kupfer mit einer glatten, flachen Oberfläche, um Verluste zu minimieren.
4. Platzierung der Komponenten: Komponenten sollten nach Signaltyp gruppiert werden, wobei besonders darauf geachtet werden sollte, Komponenten mit hoher Strahlung wie Antennen zu isolieren.
5. Leitungs- und Platzmanagement: Halten Sie einen gleichmäßigen Abstand zwischen den unterschiedlichen Leitungen ein und halten Sie sich an die Standards für Kriech- und Luftstrecke.
6. Überlegungen zum Routing: Routing verschiedener Signaltypen auf separaten Ebenen, minimieren Sie die Leitungslängen und maximieren Sie den Abstand zwischen den Leitungen, um Störungen zu vermeiden.
7. Stapelkonfiguration: Verwenden Sie nach Möglichkeit einen symmetrischen Stapel, der dabei hilft, eine konsistente Impedanz über die gesamte Leiterplatte hinweg aufrechtzuerhalten.
8. Erdungstechniken: Verwenden Sie separate Erdungen für verschiedene Signaltypen und vermeiden Sie das Aufteilen von Masseflächen, da dies zu Rauschen führen kann.
9. Filterung und Abschirmung: Implementieren Sie eine geeignete Filterung für schnell schaltende Signale und wenden Sie eine Abschirmung auf Komponenten an, die hohe elektromagnetische Störungen ausstrahlen.
Stapelung und Layoutgestaltung
Die Herstellung einer Hochfrequenz-Leiterplatte beginnt mit der Fertigstellung der Stapelung der Platine, also der Anordnung der verschiedenen Schichten, um optimale Leistung zu gewährleisten. Dieser kritische Schritt bestimmt die dielektrischen Eigenschaften und die Signalintegrität. Sobald die Stapelung bestätigt ist, beginnt die Layoutgestaltung, wobei die Signalspuren über eine spezielle Software geroutet werden und ein Entwurf erstellt wird, der die nachfolgenden Herstellungsschritte leitet.
Drucken des Entwurfs
Digitale Entwürfe werden mithilfe eines Plotterdruckers in physische Filme umgewandelt, der die leitenden und nichtleitenden Bereiche mit unterschiedlichen Tinten druckt. Dieser Schritt ist für die Genauigkeit des Ätzprozesses von entscheidender Bedeutung, da er abgrenzt, wo Kupfer erhalten bleiben oder entfernt werden soll.
Verarbeitung der inneren Schichten
Die inneren Kupferschichten werden vorbereitet, indem zunächst die kupferkaschierten Laminate gereinigt werden, um Verunreinigungen zu entfernen. Diese mit Fotolack beschichteten Laminate werden dann UV-Licht ausgesetzt, wodurch der Fotolack in den Bereichen, die die Leiterbahnen bilden, ausgehärtet wird, wodurch die Präzision des Musters sichergestellt wird, das die elektrischen Pfade bildet.
Ätzen von Kupferschichten
Der Ätzprozess entfernt selektiv unerwünschtes Kupfer und lässt das Schaltungsmuster zurück. Dies wird erreicht, indem ungehärteter Fotolack weggespült und das freiliegende Kupfer dann mit einer alkalischen Lösung geätzt wird. Dieser Schritt erfordert eine präzise Kontrolle, um die Integrität der gewünschten Schaltung aufrechtzuerhalten.
Inspektion und Ausrichtung
Jede Schicht wird einer automatischen optischen Inspektion (AOI) anhand der Designdateien unterzogen, um Fehler zu erkennen und zu korrigieren. Durch präzises Bohren von Passlöchern werden die mehreren Schichten zur Vorbereitung auf die Laminierung ausgerichtet, was die Bedeutung der Maßgenauigkeit unterstreicht.
Schichtbindung und -bohren
Die Schichten werden durch Hitze und Druck miteinander verbunden, um Prepreg-Material zu schmelzen und eine solide Plattenstruktur zu bilden. Anschließend werden Durchkontaktierungen und Löcher gebohrt, wobei zur Genauigkeit eine Röntgenausrichtung einbezogen wird, die besonders wichtig ist, um die Leiterbahnen bei Hochfrequenzanwendungen aufrechtzuerhalten.
Vorbereitung und Beschichtung der Außenschicht
Die Außenschichten werden ähnlich vorbereitet wie die Innenschichten. Anschließend folgt die Galvanisierung, bei der ein leitfähiges Material auf die Wände der gebohrten Löcher und Durchkontaktierungen aufgebracht wird, um einen durchgehenden elektrischen Pfad zu schaffen, der für die Signalübertragung entscheidend ist.
Lötmaske und Siebdruck
Eine Lötmaske wird aufgetragen, um die Kupferbahnen zu schützen und Kurzschlüsse zu verhindern. Anschließend werden im Siebdruck Etiketten und Komponenteninformationen hinzugefügt, die als Anleitung für die Montage und Verwendung dienen.
Testen und Fertigstellung
Der letzte Schritt ist eine umfassende Testphase, in der die Funktionalität der Leiterplatte durch Prüfung auf Kontinuität und ordnungsgemäße Isolierung sichergestellt wird. Nach erfolgreichem Test wird die Leiterplatte in einzelne Platten geschnitten und ist bereit für die Auslieferung an den Kunden.
Die Anwendungen von Hochfrequenz-Leiterplatten
Hochfrequenz-Leiterplatten werden häufig in Anwendungen eingesetzt, in denen eine Hochgeschwindigkeitssignalübertragung erforderlich ist, wie z. B. Telekommunikation, Radar und Verteidigungssysteme. Aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften können sie die Signalintegrität aufrechterhalten und Signalverluste minimieren, was für diese Anwendungen entscheidend ist.
● In Mobilfunknetzen, Satellitenkommunikation und drahtloser Technologie erleichtern HF-Leiterplatten die Signalübertragung. ● Radarsysteme nutzen sie, um Radiowellen zur Objekterkennung und -verfolgung auszusenden und zu erfassen, was den Flugverkehr, die Wettervorhersage und die Sicherheit unterstützt.
● Im Verteidigungsbereich sind sie ein wesentlicher Bestandteil elektronischer Kriegsführung und Kommunikationsgeräte und halten extremen Bedingungen stand.
● Medizinische Bildgebungsgeräte wie MRT- und Röntgengeräte sind für die hochauflösende Datenübertragung auf sie angewiesen.
● Wissenschaftliche Werkzeuge, darunter Oszilloskope und Spektrumanalysatoren, sind für die präzise Hochfrequenzsignalanalyse auf sie angewiesen.
● Im Automobilbereich werden sie unter anderem für Radare für Sicherheitsfunktionen und adaptive Geschwindigkeitsregelungen verwendet.
● In der Luft- und Raumfahrt sind sie für Kommunikation und Radar von entscheidender Bedeutung und für den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen ausgelegt.
Neben diesen Anwendungen werden HF-Leiterplatten auch in einer Vielzahl anderer Branchen eingesetzt, darunter Unterhaltungselektronik, industrielle Automatisierung und Transport.
| Feature | Capability |
|---|---|
| Layer Counts | 1-36 |
| Normal Lead Time | 4-6 Working Days |
| Fast Lead Time | 1-2 Working Days |
| Materials | ISOLA, Shengyi, Rogers, Nelco, Arlon etc. |
| Copper Thickness(Finished) | 1/3OZ-20OZ |
| Overall Board Thickness | 0.2-5MM |
| Minimum Line/Track Width & Space | 3Mil/3Mil |
| Solder Mask Color | Green,black,blue.white, red,yellow. glossy and matt etc. |
| Legend/Silkscreen Color | White, yellow, black, etc |
| Back drilling | ≤16mil |
| Surface Treatment | Plating Gold, ENIG, Immersion Tin&Silver etc. |
| Qualifications | UL, ISO 14001:2015 IS9001:2015Certified |
Hochfrequenz-Leiterplatten erfordern fortschrittliche Design- und Fertigungstechniken, die über die für Standardplatinen verwendeten hinausgehen. Sie erfordern eine präzise Ausrichtung, Kupferbeschichtung und Hochtemperaturlöten von Hochfrequenzkomponenten. Designer müssen die elektrischen Leistungsanforderungen von Hochfrequenzanwendungen sorgfältig berücksichtigen, um hochwertige Platinen zu erstellen, die den Leistungsstandards entsprechen.
Fastlink ist ein vertrauenswürdiger Hersteller von Hochfrequenz-Leiterplatten mit über 15 Jahren Erfahrung. Wir führen normalerweise gängige Hochfrequenz-Leiterplattenlaminate wie Rogers PCB, aber es ist immer am besten, uns im Voraus zu kontaktieren, um sicherzustellen, dass wir das spezifische HF-Material haben, das Sie für Ihr neues Projekt benötigen.