Yüksek frekanslı devre kartlarıiletişim, radar ve uydular gibi alanlarda temel temel bileşenler haline geldi. Performansı, sinyal iletiminin kararlılığını, kayıp oranını ve genel güvenilirliğini doğrudan belirler.
1, Yüksek-frekanslı devre kartlarının teknik özellikleri ve uygulama senaryoları
Yüksek frekanslı devre kartları çoğunlukla 5G baz istasyonlarında, uydu iletişimlerinde, radar sistemlerinde, havacılık elektronik ekipmanlarında ve diğer senaryolarda yaygın olarak bulunan 1 GHz'i aşan frekanslara sahip sinyalleri iletmek için kullanılır. Sıradan devre kartlarıyla karşılaştırıldığında teknik engeller temel olarak üç temel göstergeye yansır:
Düşük dielektrik sabiti ve düşük kayıp faktörü
Yüksek-frekanslı sinyal iletiminde, dielektrik malzemenin dielektrik sabiti doğrudan sinyal hızını etkilerken, kayıp faktörü enerji zayıflamasının derecesini belirler. Örneğin 5G milimetre dalga iletişiminde, sinyal frekansının 28GHz'i aşması ve devre kartı malzemesinin Dk değerinin 0,1 oranında dalgalanması durumunda sinyal gecikme hatası nanosaniye seviyesine kadar genişleyecek ve bu durum iletişim hattının arızalanmasına yol açabilecektir. Bu nedenle, yüksek-frekanslı devre kartlarının politetrafloroetilen ve sıvı kristal polimerler gibi özel alt tabakalar kullanması gerekir; Dk değerleri genellikle 2,2-3,5 arasında ve Df 0,001'in altında kontrol edilir.
Yüksek hassasiyetli işleme teknolojisi
Yüksek frekanslı devre kartları genellikle çok-katmanlı yapıları (genellikle 6-20 katman) entegre eder ve çizgi genişliği/satır aralığı doğruluğunun 0,1 mm kadar küçük kör/gömülü delik çaplarıyla 50 μ m'nin altında olması gerekir. Aşamalı dizi radar anten modüllerini örnek alırsak, devre kartının 10 cm²'lik bir alana binlerce mikroşerit hattı yerleştirmesi ve insan saçı çapının 1/10'undan daha az bir hata toleransıyla lazer delme ve plazma dağlama işlemleri yoluyla katmanlar arası ara bağlantıyı sağlaması gerekiyor.
çevresel istikrar
Havacılık ve uzay gibi ekstrem ortamlarda, yüksek-frekanslı devre kartlarının -55 dereceden +125 dereceye kadar değişen sıcaklık şoklarına dayanması gerekir ve yalıtım direnci %95 RH nem koşulları altında 10G Ω'dan az olmamalıdır. Bu, üretim şirketlerinin alt tabakanın korozyon ve deformasyon direncini arttırmak için vakumlu presleme ve yüzey kaplama (akımsız nikel altın kaplama gibi) gibi özel işlemlerde uzmanlaşmasını gerektirir.
2, Yüksek-frekanslı devre kartı üretiminin temel zorluğu
Yüksek-frekanslı devre kartlarının üretimi, malzeme bilimi, elektronik mühendisliği ve hassas imalat gibi çok sayıda disiplinler arası alanı içeren, tipik olarak teknoloji yoğun bir süreçtir. Ana zorluklar şunları içerir:
Yüzey seçimi ve eşleştirme
Farklı frekans senaryoları için alt tabaka gereksinimlerinde önemli farklılıklar vardır. Örneğin, 2,4 GHz Wi Fi cihazları FR-4 epoksi cam kumaş alt tabakayı (Dk ≈ 4,4) kullanabilirken, 60 GHz milimetre dalga radarının Rogers RT/duroid ® 5880 (Dk=2.2) veya TaconicTLY ™ Serisi malzemeleri kullanması gerekir. Üretim işletmelerinin çok kategorili bir alt tabaka veritabanı oluşturması ve malzemeler ile tasarım şemaları arasındaki uyumluluğu sağlamak için dielektrik sabiti testi ve termal genleşme katsayısı eşleştirme gibi deneyler yapması gerekir.
Sinyal bütünlüğü tasarımı
Yüksek frekanslı sinyaller, cilt etkisi ve elektromanyetik eşleşme gibi faktörlere duyarlı olup sinyal bozulmasına neden olur. Üretim işletmelerinin yığılmış yapıyı optimize etmek için gömülü kapasitör/indüktör tasarımı, diferansiyel sinyal kablolaması ve diğer teknolojileri kullanmak gibi yöntemlerle müşterilerle işbirliği yapması gerekir. Aynı zamanda, kayıpları tahmin etmek ve geri dönüş kaybını -20dB'nin altında ve ekleme kaybını 0,5dB/inç'in altında kontrol etmek için simülasyon yazılımı kullanılmalıdır.
Proses tutarlılık kontrolü
Kimyasal bakır biriktirme işlemini örnek alırsak, yüksek-frekans devre kartlarının delik duvarındaki bakır kalınlığının tekdüzeliğinin ±%5 dahilinde kontrol edilmesi gerekir. Yerel kalınlığın yetersiz olması sinyal yansımasına neden olabilir. Üretim hattının, açıklık ve kaplama kalınlığındaki değişiklikleri gerçek zamanlı olarak izlemek ve istikrarlı toplu ürün verimi sağlamak için çevrimiçi AOI ekipmanı ve X-ışını kalınlık ölçüm cihazlarıyla donatılması gerekir.