Para determinar si un producto debe utilizar una placa de alta frecuencia, los criterios básicos son tres indicadores concretos: frecuencia de la señal, tolerancia a la pérdida del enlace y requisitos de coherencia de la impedancia. cuando un regulartablero fr4Puede cumplir con los requisitos, no es necesario elegir una placa de alta frecuencia; de lo contrario, solo aumentará los costos y la dificultad del proceso.
Cuatro escenarios centrales que requieren el uso detableros de alta frecuencia
Frecuencia de señal mayor o igual a 1 GHz: la pérdida dieléctrica del fr4 ordinario aumenta drásticamente por encima de 1 GHz y el valor Df es 5-20 veces mayor que el de las placas de alta frecuencia. La atenuación de la señal es grave y no se puede transmitir normalmente. Los escenarios típicos incluyen radares de ondas milimétricas montados en vehículos de 77 GHz, módulos de RF de estación base 5G/6G y antenas de matriz en fase de comunicaciones por satélite, donde las placas de alta frecuencia son la única opción factible.
El requisito de pérdida de inserción del enlace es extremadamente bajo: cuando el producto tiene requisitos estrictos para la distancia de transmisión y la intensidad de la señal, como equipos de transmisión de punto-a-puntos de microondas, filtros de RF, amplificadores de alta frecuencia, la característica Df baja de la placa de alta-frecuencia puede controlar la pérdida de señal dentro de 1/10 de la de la placa normal, evitando que la señal se "coma" por completo durante la transmisión.
Tolerancia de control de impedancia Menor o igual a ± 5%: el sistema de RF requiere una impedancia continua de todo el enlace (como 50 Ω de un solo extremo, 100 Ω diferencial), y la tolerancia del valor Dk de la placa de alta frecuencia se puede controlar dentro de ± 0,05, que es mucho mejor que la fluctuación de ± 0,5 o más para fr4 normal. Puede garantizar que la impedancia no se desvíe, evitar problemas como la reflexión de la señal, una relación de onda estacionaria que exceda el estándar y una disminución de la eficiencia de la antena.
Rendimiento estable en entornos extremos: el producto necesita funcionar durante mucho tiempo en un amplio rango de temperatura de -40 grados a 150 grados y en ambientes de alta humedad, y el rendimiento eléctrico no puede fluctuar significativamente con la temperatura y la humedad. El Dk de las placas de alta frecuencia cambia menos del 2% con la temperatura, lo cual es mucho mejor que el fr4 ordinario, lo que garantiza la confiabilidad del equipo en condiciones de trabajo duras.
No es necesario utilizar placas de alta frecuencia en la escena.
La frecuencia de la señal es inferior a 500 MHz y solo se utiliza para suministro de energía normal y transmisión de señal digital de baja-velocidad. El rendimiento de la placa FR-4 ordinaria cubre completamente los requisitos;
El producto pertenece a categorías sensibles a los costos, como la electrónica de consumo, y el costo del material de las placas de alta frecuencia es de 5 a 10 veces mayor que el de las placas ordinarias, lo que comprimirá significativamente los márgenes de beneficio;
Sin equipos profesionales de simulación y prueba de alta frecuencia (como analizadores de redes vectoriales), es imposible completar la verificación de parámetros de alta-frecuencia y también es difícil aprovechar sus ventajas de rendimiento mediante el uso forzado de placas de alta frecuencia.
Un escenario de transición que permite una selección de compromisos
Muchos circuitos híbridos-de velocidad media y baja no requieren una placa de alta frecuencia para toda la placa y pueden adoptar el esquema de voltaje mixto de capa de alta frecuencia4+local-local: solo se utiliza Rogers y otros materiales de alta-frecuencia en la capa superior del enrutamiento de la señal de RF, mientras se conserva el FR-4 ordinario para el resto de las capas digital y de energía. Esto no sólo cumple con los requisitos de bajas pérdidas de la parte de alta frecuencia, sino que también reduce el costo total en más de un 40%. Actualmente es la idea de selección principal para microestaciones base 5G, módulos ópticos de alta velocidad y otros productos.
Tablero fr4, tableros de alta frecuencia