Circuito Impreso radiofrecuencia

Qué es la circuito impreso de alta frecuencia

A medida que aumenta la complejidad de los componentes electrónicos, lo que se hace imprescindible es la velocidad de las señales y la alta frecuencia de transmisión. No es de extrañar, pues, que la demanda de placas de circuito impreso de alta frecuencia vaya en aumento. Se utilizan en una gran variedad de aplicaciones de diseño de alta velocidad que requieren una gama de frecuencias de 500MHz a 2GHz.

El FR-4, basado en resina epoxi y refuerzo de vidrio, es el material laminado más popular para la industria de los circuitos impresos desde hace mucho tiempo. Sin embargo, la industria de las placas de circuito impreso también utiliza otros materiales para diferentes aplicaciones. En los productos de radiofrecuencia/microondas, se utiliza ampliamente el material de baja pérdida y constante dieléctrica controlada especial, como el PTFE (teflón). Este material se desarrolló hace mucho tiempo. En parte debido al bajo volumen de producción, en el pasado era bastante caro. Cuando la tecnología inalámbrica se hizo popular en los productos de consumo hace años, la demanda de material de bajas pérdidas fue alta. Pero el coste del material sigue siendo elevado. Incluso algunos nuevos materiales desarrollados estaban tratando de participar, parece que ninguno de ellos puede reducir el costo del material dramáticamente. Cómo reducir el coste de la placa de circuito impreso de RF se convirtió en un problema esencial para el diseñador. Una de las soluciones es el diseño dieléctrico mixto.

Dado que el material de bajas pérdidas no es necesario para todo el sistema inalámbrico, en su mayoría está diseñado, según tengo entendido, para los circuitos desde la antena hasta el amplificador de potencia. Para reducir el coste de la placa de circuito impreso, el diseñador utilizó múltiples placas de circuito impreso y sólo el extremo frontal del subsistema receptor necesita material de bajas pérdidas de alto coste. Sin embargo, el coste sigue siendo elevado debido a los múltiples circuito impreso y al conector entre ellos. Además, la placa de circuito impreso de teflón es blanda y resulta bastante difícil de ensamblar debido al alabeo.

La placa de circuito impreso de dieléctrico mixto se compone de diferentes materiales dieléctricos en una construcción multicapa. Por ejemplo, puede ser una placa de 6 capas con las capas 1 y 2 de teflón y el resto de capas de FR-4. El uso de una placa de circuito impreso en lugar de dos o más supone una ventaja económica. No se necesita ningún conector y las dimensiones del producto pueden reducirse. El rendimiento eléctrico también puede mejorarse si no se utiliza ningún conector y la ruta de la señal está más cerca. Para los trabajos de montaje, la placa multicapa de dieléctrico mixto es mucho más rígida y fácil de fabricar.

Beneficios de los circuito impreso de alta frecuencia

• En primer lugar, la ventaja que ofrecen las placas de circuito impreso de alta frecuencia es que tienen una alta densidad y señales mejoradas. Ofrece una gama de frecuencias de 500MHz a 2GHz, lo que la hace ideal para diseños de alta velocidad.
• El uso del plano de tierra mejora aún más la calidad de las señales y reduce las ondas electromagnéticas.
• Funcionan bien en la reducción de la impedancia del circuito y proporcionan un efecto de blindaje
• Al reducirse la distancia entre el plano y la capa de trazado, se evita la diafonía
• Con una cuidadosa determinación de la longitud y la anchura de las trazas de la placa, se evita un calentamiento excesivo incluso a altas frecuencias.

Circuito impreso de microondas y circuito impreso de alta frecuencia: problemas comunes y soluciones

Las placas de circuito impreso de radiofrecuencia, y de microondas, son especialmente difíciles de diseñar en comparación con los diseños tradicionales de placas de circuito impreso. Esto se debe a los problemas que pueden surgir al recibir o transmitir las señales de radio. Algunos de los principales problemas son la sensibilidad al ruido y las tolerancias de impedancia más estrictas

En comparación con las placas de circuito tradicionales, las señales de radio y microondas son muy sensibles al ruido y también requieren tolerancias de impedancia mucho más estrictas. La mejor solución para estos problemas es utilizar planos de tierra y emplear un radio de curvatura generoso en las trazas de impedancia controlada. Estas soluciones permitirán, en última instancia, que la placa de circuito impreso de RF/microondas alcance el mejor rendimiento.

La fabricación de Hemeixin dieléctrico mixto ha sido bastante estándar para muchos fabricantes de circuito impreso. Las dificultades en la fabricación consisten en conseguir un parámetro de producción óptimo para dos o más materiales diferentes. Dado que la mayoría de los diseños no están equilibrados en la construcción, el problema del alabeo debe ser gestionado cuidadosamente. Está relacionado con la elección del material y el diseño, así como con el proceso de laminación. A veces, utilizar el material exótico en la capa inferior para equilibrar el diseño puede ser una solución. Pero normalmente no es necesario y sólo conlleva un gran coste.

Para cumplir con el rendimiento eléctrico, la multicapa dieléctrica mixta se diseña con vías ciegas/enterradas con bastante frecuencia. En algunos casos, puede unirse al metal y utilizarse en la aplicación de amplificadores de potencia.

La aplicación del dieléctrico mixto Hemeixin no es sólo para productos de alta frecuencia. También puede ser útil para el diseño digital de alta velocidad. Por ejemplo, si hay algunas líneas de transmisión críticas que deben pasar por una larga distancia en la placa de circuito impreso y el factor de disipación (Df) del material FR-4 es demasiado alto y causa problemas de integración de la señal, el uso de algún material de bajas pérdidas en parte de la capa interior puede ser de gran ayuda. Puede ahorrar algunos costes en lugar de utilizar material de bajas pérdidas en todas las capas de la placa de circuito impreso.

MEGTRON 6 Materiales multicapa de alta velocidad y bajas pérdidas

MEGTRON 6/6G es un material avanzado diseñado para equipos de red de alta velocidad, mainframes, probadores de CI e instrumentos de medición de alta frecuencia. Los principales atributos de MEGTRON 6/6G son: baja constante dieléctrica y factores de disipación dieléctrica, baja pérdida de transmisión y alta resistencia al calor; Td = 410°C (770°F). MEGTRON 6/6G cumple la especificación IPC 4101 /102 /91.

R-5775 MEGTRON 6 Características

MEGTRON 6 ofrece un excelente rendimiento térmico y de interconexión de alta densidad (HDI).

Materiales para placas de circuito impreso de muy baja pérdida y alta resistencia al calor
Tela de vidrio de baja constancia dieléctrica (Dk) - LaminadoR-5775(N)/PregR-5670(N)
Paño de vidrio estándar E - LaminadoR-5775/PregR-5670
La familia MEGTRON 6, que incluye MEGTRON 6(G), MEGTRON 6(K) y MEGTRON 6(N), son los estándares originales de la industria de circuito impreso. Los productos son ideales para aplicaciones móviles, de redes e inalámbricas que requieren materiales de circuito de alta velocidad y muy bajas pérdidas.

• Dk bajo = 3,7, Df bajo = 0,002 (a 1GHz)
• Excelente fiabilidad de los agujeros (5 veces mejor que nuestro material FR4 de alta Tg convencional)
• Soldadura sin plomo y conforme a ROHS
• Alta resistencia al calor

Qué es el diseño de circuito impreso de alta velocidad basado en MEGTRON 6 circuito impreso Materials

Seleccione un material dieléctrico con la tangente de pérdida más baja y una constante dieléctrica más pequeña, por ejemplo, el Megtron6 (df<0,002, epsr=3,1) es una elección adecuada.

• Cuando estén disponibles después de la caracterización del proveedor, los materiales dieléctricos como Megtron 6N/6G o Tachyan 100G son buenas selecciones.
• Los diseños de 25+G requieren una atención especial a los detalles de los materiales, como la fibra de vidrio, la matriz dieléctrica y el cobre. La señal a mayor velocidad de datos tiene un elemento de mayor frecuencia y la longitud de onda se va reduciendo. El cambio del patrón de la fibra de vidrio, el patrón de la matriz dieléctrica y el patrón del cobre debe considerarse cuidadosamente. En cuanto a la tasa de datos más alta (longitud de onda de la señal más corta), parece crear más discontinuidades y reflexión con un ligero cambio. Para más información, consulte la sección Selección del material dieléctrico de la placa de circuito impreso y el efecto de la trama de la fibra en el enrutamiento del canal de alta velocidad.

Seleccione una altura dieléctrica menor para el enrutamiento de señales de alta velocidad.

• Requiere una anchura de traza menor para el objetivo de impedancia de la traza. Siempre hay un equilibrio entre la selección de una anchura de traza mayor y una anchura de traza menor. La mayor anchura tiene menos profundidad de piel y menor pérdida de inserción, pero requiere más espacio para el enrutamiento.
• También da lugar a una menor altura de la placa de circuito impreso, así como a una menor altura de la vía de transición para lograr una mínima desadaptación de la impedancia.

Seleccione suficientes capas de stripline para todo el enrutamiento de señales críticas de alta velocidad.

• Hemeixincircuito impreso recomienda el enrutamiento stripline para todas las señales críticas de alta velocidad (por encima de 15 Gbps).
• Puede enrutar todas las señales de alta velocidad no críticas (por debajo de 15 Gbps) en una capa de microstrip.
• El enrutamiento de la línea TEM con otras capas tiene el máximo aislamiento siempre que ambos lados sean planos de referencia. Hemeixincircuito impreso no recomienda el enrutamiento doble de la línea TEMAS a menos que el enrutamiento de la señal en ambas capas de la línea TEMAS sea perpendicular. Esto significa que debe evitarse el acoplamiento longitudinal de los pares diferenciales.
• Hemeixincircuito impreso recomienda que se prefiera el enrutamiento Stripline al microstrip. Si se selecciona el enrutamiento microstrip, Hemeixincircuito impreso recomienda eliminar la máscara de soldadura.
• El enrutamiento de la línea recta requiere una anchura de traza menor, lo que se traduce en más espacio para el enrutamiento de la señal.

Selección de una combinación de tierra/señal/tierra para señales críticas de alta velocidad.

• La selección de una combinación de tierra/señal/tierra puede ser factible siempre y cuando los cruces del trazado de la señal en ambas capas de la línea TEMAS sean perpendiculares para minimizar el acoplamiento lateral que resulta en la interferencia.

Seleccione suficientes capas de alimentación/GND para cubrir los carriles de alimentación.

MEGTRON 6 Fabricante

Hemeixincircuito impreso calificó la materia prima Panasonic Megtron 6 para su próxima generación de placas de circuito impreso, al tiempo que inició con éxito el suministro de placas de circuito impreso basadas en Megtron 6 a nuestros valiosos clientes.

Megtron 6 es un material avanzado de nueva generación diseñado para aplicaciones de circuitos impresos de alta frecuencia (Dk bajo, Df bajo). Las propiedades eléctricas de Megtron 6 son competitivas con los materiales basados en PTFE.

Megtron 6 proporciona a los diseñadores importantes ventajas en el rendimiento del sistema para aplicaciones de telecomunicaciones que exigen una transferencia de datos de alta velocidad y aplicaciones informáticas.

Se ha recibido un alto rendimiento de producción junto con comentarios positivos, por lo que el Megtron 6 responde a las demandas de:

• Material avanzado diseñado para equipos de red de alta velocidad, ordenadores centrales, probadores de circuitos integrados e instrumentos de medición de alta frecuencia.
• El Megtron 6 cumple con el estándar de la industria en cuanto a materiales multicapa de alta velocidad y ultra bajas pérdidas
• Megtron 6 cumple con la especificación IPC 4101 /102 /91.
• Las principales aplicaciones de Megtron 6 son:

1. Redes
2. Inalámbrico
3. Antenas

• Los principales atributos de MEGTRON 6 son:

1. Baja constante dieléctrica y factores de disipación dieléctrica.
2. Baja pérdida de transmisión y alta resistencia al calor.
3. Excelente fiabilidad de los agujeros pasantes (5 veces mejor que el material FR4 convencional de alta Tg).
4. Soldadura sin plomo y conforme a la normativa ROHS.
5. Alta resistencia al calor.
6. Excelente rendimiento térmico y de HDI.

Disponemos de un importante stock de todos los laminados de alta frecuencia, ya que llevamos muchos años fabricando placas de circuito impreso con estos materiales. Algunas de las aplicaciones de estas placas de circuito impreso son las antenas de radiofrecuencia, wi-fi (grado de portadora y acceso con licencia), infraestructura IP, amplificadores de potencia, diplexores/multiplexores, pruebas y mediciones, y muchas más.

En el caso de las placas de circuito impreso fabricadas con estos productos, es importante tener una experiencia significativa en la producción de placas de circuito impreso con estos materiales, pero también hay que haber invertido en el equipo para procesar adecuadamente estas placas de circuito impreso de RF. La experiencia en ingeniería y CAM es fundamental para poder garantizar que sus placas de circuito impreso se construyan de forma duradera, ya que todos estos materiales tienen factores de escalado muy diferentes junto con el hecho de que todos se comportan de forma diferente; se está eliminando el cobre durante el proceso de grabado. Sin un proceso adecuado para gestionar el registro, la camisa de la capa de laminación y otros factores utilizando el equipo adecuado como los rayos X, los fabricantes de circuito impreso tendrán dificultades para producir el rendimiento que da confianza al cliente.

En Hemeixincircuito impreso colaboramos con nuestros clientes durante la fase de diseño e invertimos cada año en los equipos más avanzados para asegurarnos de que nos adelantamos a las necesidades de las placas de circuito impreso de RF.