Högfrekventa kretskorthar blivit grundläggande grundläggande komponenter inom områden som kommunikation, radar och satelliter. Dess prestanda bestämmer direkt stabiliteten, förlusthastigheten och den övergripande tillförlitligheten för signalöverföring.
1, Tekniska egenskaper och tillämpningsscenarier för hög-kretskort
Högfrekventa kretskort används huvudsakligen för att sända signaler med frekvenser som överstiger 1 GHz, som vanligtvis finns i 5G-basstationer, satellitkommunikation, radarsystem, elektronisk utrustning för flyg- och rymdfart och andra scenarier. Jämfört med vanliga kretskort återspeglas dess tekniska barriärer huvudsakligen i tre kärnindikatorer:
Låg dielektricitetskonstant och låg förlustfaktor
Vid hög-signalöverföring påverkar det dielektriska materialets dielektriska konstant signalhastigheten direkt, medan förlustfaktorn bestämmer graden av energidämpning. Till exempel, i 5G millimetervågkommunikation, om signalfrekvensen överstiger 28GHz och Dk-värdet för kretskortsmaterialet fluktuerar med 0,1, kommer signalfördröjningsfelet att expandera till nanosekundnivån, vilket kan leda till kommunikationslänkfel. Därför måste högfrekventa kretskort använda speciella substrat som polytetrafluoreten och flytande kristallpolymerer, med Dk-värden vanligtvis kontrollerade mellan 2,2-3,5 och Df under 0,001.
Högprecisionsteknik för bearbetning
Högfrekvenskretskort integrerar ofta fler-lagerstrukturer (vanligtvis 6-20 lager), och noggrannheten på linjebredden/linjeavståndet måste vara under 50 μm, med blinda/begravda håldiametrar så små som 0,1 mm. Om man tar fasade radarantennmoduler som ett exempel, måste kretskortet distribuera tusentals mikrostriplinjer i en 10 cm ² yta och uppnå interlagersammankoppling genom laserborrning och plasmaetsningsprocesser, med en feltolerans på mindre än 1/10 av diametern på ett människohår.
miljöstabilitet
I extrema miljöer som flyg, måste högfrekventa kretskort tåla temperaturchocker från -55 grader till +125 grader, och isolationsmotståndet bör inte vara mindre än 10G Ω under 95 % relativ luftfuktighet. Detta kräver att produktionsföretag behärskar speciella processer som vakuumpressning och ytbeläggning (som strömlös nickelguldplätering) för att förbättra substratets korrosions- och deformationsbeständighet.
2, kärnutmaningen för produktion av hög-kretskort
Tillverkningen av hög-kretskort är en typisk teknikintensiv process som involverar flera tvärvetenskapliga områden som materialvetenskap, elektronikteknik och precisionstillverkning. De viktigaste utmaningarna inkluderar:
Val av underlag och matchning
Det finns betydande skillnader i substratkrav för olika frekvensscenarier. Till exempel kan 2,4 GHz Wi Fi-enheter använda FR-4 epoxiglasdukssubstrat (Dk ≈ 4,4), medan 60GHz millimetervågsradar måste använda material från Rogers RT/duroid ® 5880 (Dk=2.2) eller TaconicTLY ™ Series. Produktionsföretag måste upprätta en substratdatabas med flera kategorier och genomföra experiment som dielektrisk konstanttestning och matchning av termisk expansionskoefficient för att säkerställa kompatibilitet mellan material och designscheman.
Signalintegritetsdesign
Högfrekventa signaler är känsliga för faktorer som hudeffekt och elektromagnetisk koppling, vilket leder till signalförvrängning. Produktionsföretag måste samarbeta med kunder för att optimera den staplade strukturen, till exempel genom att använda inbyggd kondensator/induktordesign, differentialsignalledningar och andra tekniker. Samtidigt bör simuleringsprogram användas för att förutsäga förluster och kontrollera returförlusten under -20dB och insättningsförlusten under 0,5dB/in.
Processkonsistenskontroll
Om man tar den kemiska kopparavsättningsprocessen som ett exempel måste likformigheten av koppartjockleken på hålväggen på hög-kretskort kontrolleras inom ± 5 %. Om den lokala tjockleken är otillräcklig kan det orsaka signalreflektion. Produktionslinjen måste vara utrustad med online-AOI-utrustning och röntgentjockleksmätare för att övervaka förändringar i öppning och beläggningstjocklek i realtid, vilket säkerställer stabilt batchproduktutbyte.