Visokofrekvenčna vezjaso postale temeljne komponente na področjih, kot so komunikacije, radar in sateliti. Njegova zmogljivost neposredno določa stabilnost, stopnjo izgube in splošno zanesljivost prenosa signala.
1, Tehnične značilnosti in scenariji uporabe visoko{1}}frekvenčnih vezij
Visokofrekvenčna vezja se večinoma uporabljajo za prenos signalov s frekvencami, ki presegajo 1 GHz, ki jih običajno najdemo v baznih postajah 5G, satelitskih komunikacijah, radarskih sistemih, letalski elektronski opremi in drugih scenarijih. V primerjavi z običajnimi tiskanimi vezji se njegove tehnične ovire odražajo predvsem v treh ključnih indikatorjih:
Nizka dielektrična konstanta in nizek faktor izgube
Pri visoko-frekvenčnem prenosu signala dielektrična konstanta dielektričnega materiala neposredno vpliva na hitrost signala, medtem ko faktor izgube določa stopnjo oslabitve energije. Če na primer pri komunikaciji 5G z milimetrskimi valovi frekvenca signala preseže 28 GHz in vrednost Dk materiala vezja niha za 0,1, se bo napaka zakasnitve signala razširila na nanosekundno raven, kar lahko povzroči okvaro komunikacijske povezave. Zato morajo visokofrekvenčna vezja uporabljati posebne substrate, kot so politetrafluoroetilen in polimeri s tekočimi kristali, pri čemer so vrednosti Dk običajno nadzorovane med 2,2–3,5 in Df pod 0,001.
Visoko precizna tehnologija obdelave
Visokofrekvenčna vezja pogosto vključujejo več-plastne strukture (običajno 6–20 slojev), širina vrstic/natančnost razmika med vrsticami pa mora biti pod 50 μm, s premeri slepih/zakopanih lukenj pa le 0,1 mm. Če za primer vzamemo fazne radarske antenske module, mora vezje razmestiti na tisoče mikrotrakastih linij na območju 10 cm² in doseči medslojno povezavo s postopki laserskega vrtanja in plazemskega jedkanja, s toleranco napake manj kot 1/10 premera človeškega lasu.
okoljska stabilnost
V ekstremnih okoljih, kot je letalstvo, morajo visoko{0}}frekvenčna vezja prenesti temperaturne šoke v razponu od -55 stopinj do +125 stopinj, izolacijska upornost pa ne sme biti manjša od 10 G Ω pri 95-odstotni relativni vlažnosti. To od proizvodnih podjetij zahteva, da obvladajo posebne postopke, kot je vakuumsko stiskanje in površinsko prevleko (kot je brezelektrično nikljanje z zlatom), da povečajo odpornost podlage proti koroziji in deformacijam.
2, Glavni izziv proizvodnje visoko-frekvenčnih vezij
Proizvodnja visoko{0}}frekvenčnih vezij je tipičen tehnološko intenziven proces, ki vključuje številna interdisciplinarna področja, kot so znanost o materialih, elektronski inženiring in natančna proizvodnja. Glavni izzivi vključujejo:
Izbira substrata in ujemanje
Obstajajo velike razlike v zahtevah za podlago za različne frekvenčne scenarije. Naprave Wi-Fi 2,4 GHz lahko na primer uporabljajo substrat iz epoksi steklene tkanine FR-4 (Dk ≈ 4,4), medtem ko mora radar z milimetrskimi valovi 60 GHz uporabljati materiale Rogers RT/duroid ® 5880 (Dk=2.2) ali TaconicTLY ™ Series. Proizvodna podjetja morajo vzpostaviti bazo podatkov o več kategorijah substratov in izvajati poskuse, kot sta testiranje dielektrične konstante in ujemanje koeficienta toplotnega raztezanja, da zagotovijo združljivost med materiali in načrti.
Zasnova celovitosti signala
Visokofrekvenčni signali so dovzetni za dejavnike, kot sta kožni učinek in elektromagnetna sklopka, kar povzroči popačenje signala. Proizvodna podjetja morajo sodelovati s strankami, da optimizirajo zloženo strukturo, na primer z uporabo zasnove vgrajenega kondenzatorja/induktorja, ožičenja diferencialnih signalov in drugih tehnologij. Hkrati je treba uporabiti programsko opremo za simulacijo za napovedovanje izgub in nadzor povratne izgube pod -20 dB in vstavljene izgube pod 0,5 dB/in.
Nadzor doslednosti procesa
Če za primer vzamemo postopek kemičnega nanašanja bakra, je treba enakomernost debeline bakra na steni luknje visokofrekvenčnega vezja nadzorovati v območju ± 5 %. Če lokalna debelina ni zadostna, lahko povzroči odboj signala. Proizvodna linija mora biti opremljena s spletno opremo AOI in rentgenskimi merilniki debeline za spremljanje sprememb v odprtini in debelini prevleke v realnem času, kar zagotavlja stabilen izkoristek serijskega izdelka.