Acima de aproximadamente 1 GHz, um laminado deixa de se comportar como um condutor passivo. A perda dielétrica se manifesta como atenuação. A constante dielétrica define a velocidade do sinal e o comprimento que um stub pode percorrer, e a umidade absorvida do ar altera ambos. Uma placa de alta frequência resolve isso com um material escolhido por seu comportamento elétrico, em vez de suas propriedades mecânicas, e com uma estrutura de camadas modelada antes da gravação do cobre.
O que muda acima de 1 GHz
Perda — a atenuação aumenta com a frequência e com o fator de dissipação do laminado, portanto, o material é tão importante quanto a geometria da trilha.
Constante dielétrica — a largura da trilha que resulta em uma linha de 50 Ω depende da constante dielétrica e de sua tolerância, razão pela qual a estrutura de camadas é definida antes do roteamento.
Umidade — a água absorvida aumenta a constante dielétrica efetiva e a perda, razão pela qual laminados de baixa absorção são usados em equipamentos que operam em ambientes externos.
Superfície de cobre — em altas frequências, a corrente se concentra na superfície do condutor, portanto, o tratamento da superfície e a rugosidade do cobre são escolhidos juntamente com o acabamento, e não posteriormente.
Mecânica — o material à base de PTFE é mais macio que o FR-4, portanto, a perfuração, o tratamento dos furos e o suporte do painel são ajustados para ele, em vez de seguirem a receita padrão.
Materiais e estoque
Os laminados de alta frequência da Rogers, Arlon, Taconic e Nelco estão disponíveis em estoque, portanto, um protótipo não precisa esperar por um pedido de material; o FR-4 de alta Tg e o laminado livre de halogênio atendem aos casos em que a frequência é moderada e o orçamento é mais restrito. As placas são construídas com 1 a 38 camadas, até 580 × 1900 mm, com espaçamento de 0,06 mm entre linhas e espaçamento nas camadas de detalhes finos e cobre de 0,5 a 20 oz onde uma seção de potência compartilha a mesma estrutura.
Empilhamento, impedância e montagem
A impedância é mantida em ±10%: a espessura do dielétrico, a constante dielétrica, a gramatura do cobre e a largura da trilha são modeladas em conjunto e, em seguida, verificadas na placa finalizada. ENIG, prata por imersão, estanho por imersão, ouro flash, deposição de ouro em dedos, HASL, HASL sem chumbo e OSP estão disponíveis, e construções mistas são usadas quando uma seção digital e uma seção de RF compartilham uma placa. A montagem é realizada na mesma fábrica com quatro linhas SMT a seis milhões de chips por dia e inspeção por raios X, portanto, um módulo de RF montado é enviado como uma única peça.
Escolhendo o empilhamento na faixa de RF
Uma solicitação de alta frequência não significa que toda a placa precisa ser construída sobre o laminado caro. O material de baixa perda precisa estar localizado onde a atenuação, a constante dielétrica ou a umidade absorvida estão de fato no caminho do sinal, e marcar essas camadas é a primeira tarefa em uma revisão de empilhamento.
Duas construções abrangem a maior parte do trabalho. Uma pilha totalmente de alta frequência utiliza o mesmo laminado em todas as camadas, o que mantém uma única janela de impressão e um único comportamento de expansão em todo o painel. Uma pilha híbrida mantém as camadas de RF no núcleo de baixa perda e utiliza laminado epóxi padrão para as camadas digitais e de potência, o que garante o desempenho elétrico onde é necessário e deixa o restante em um material mais fácil de laminar e comprar. O custo da pilha híbrida é um segundo conjunto de materiais e um segundo comportamento de expansão, portanto, o ciclo de impressão e o orçamento de registro precisam absorver ambos.
Dentro das camadas de RF, a largura da trilha não é uma escolha livre. A largura que fornece a impedância desejada depende da constante dielétrica e da espessura do dielétrico; portanto, um núcleo mais fino torna as linhas mais estreitas e um núcleo mais espesso as torna mais largas; a mesma largura em um laminado diferente resulta em uma impedância diferente. A folha de cobre segue a mesma lógica: a folha laminada possui uma superfície mais lisa do que a folha eletrodepositada, e em alta frequência essa rugosidade contribui para a perda.
Quatro questões definem a pilha de circuitos antes mesmo de qualquer citação:
A frequência em conjunto com o comprimento da trilha — uma trilha curta sobre uma camada bem referenciada pode permanecer em laminado padrão, enquanto uma trilha longa na mesma frequência não pode, portanto, as duas são avaliadas em conjunto e não apenas pela frequência.
Uma referência contínua sob a camada de RF — o plano de terra precisa ser contínuo sob a trilha, portanto, uma divisão que é inofensiva em uma camada digital é um defeito em uma camada de RF, e quando a divisão não pode ser removida, o roteamento ou a contagem de camadas muda.
Se a placa também precisa dobrar ou deslizar — uma construção rígido-flexível transporta a seção de RF através da dobradiça, e empilhar mais camadas em uma placa rígida não.
Quantos ciclos de prensagem a pilha precisa — uma pilha híbrida ou de camada enterrada é prensada mais de uma vez, e de onde vem essa contagem é definido no Página de PCB multicamadas Nada disso muda por si só. O empilhamento corrige o programa de perfuração, a panelização, o layout do cupom e as verificações da primeira peça, de modo que tudo é definido na revisão de engenharia antes que duas cotações sejam colocadas lado a lado.
Onde placas de alta frequência são usadas
Infraestrutura sem fio e celular, equipamentos de satélite e rádio, módulos de radar e antena, amplificadores de potência e amplificadores de baixo ruído, e redes passivas, como divisores, acopladores, duplexadores e filtros. Automotivo radar e telecomunicações O hardware são os volumes; onde a temperatura, em vez da frequência, é o requisito fundamental, um substrato cerâmico assume o controle.
Um 2026 estudo de caso Mostra como uma placa de radar híbrida de FR4 de 10 camadas e Rogers RO3003 foi construída para um cliente do setor automotivo, com a laminação e os controles de impedância que a tornaram possível.
O que influencia o preço de uma construção de alta frequência
Duas cotações para um mesmo desenho de RF podem diferir bastante sem que nenhum dos fornecedores esteja errado, porque o preço depende da quantidade de laminado de baixa perda que o projeto realmente precisa, de quantas vezes a pilha é prensada e de como os cupons de impedância se relacionam com a quantidade — e não da área da placa finalizada.
O laminado é comprado por folha, não por placa. Um núcleo de baixa perda tem uma área mínima de pedido e seu próprio prazo de entrega, portanto, uma pilha híbrida executa dois cronogramas de materiais simultaneamente e um pedido pequeno é precificado com base na folha consumida, em vez das placas produzidas.
Os retalhos permanecem com o pedido. Os núcleos de alta frequência são panelizados de acordo com o padrão de cobre deste trabalho, e o que sobra não pode ser usado em outro pedido como material padrão, portanto, a utilização é definida pela panelização em vez do contorno da placa.
A janela de processo é mais estreita. Um núcleo macio à base de PTFE precisa de seus próprios parâmetros de perfuração, seu próprio tratamento de furo — ativação por plasma ou sódio-naftaleno — e um perfil de prensa diferente, portanto, o lote é configurado para o material em vez de executar a receita padrão.
Cupons e primeiras peças são enviados com o lote. A espessura dielétrica e a constante dielétrica são confirmadas em um cupom que é cortado e medido, portanto, a verificação é um custo fixo por lote e ocorre em menos placas à medida que a quantidade diminui.
Uma pilha híbrida compensa novamente na prensa. Dois materiais se expandem em quantidades diferentes, portanto, o registro e o rendimento se movem juntos, e o eixo é definido pelas camadas empilhadas em vez do fornecedor.
A comparabilidade se resume à mesma lista, só que ao contrário: mesma família de laminados, mesma configuração, mesmo tipo de folha, mesmo acabamento superficial, mesma impedância alvo, mesma panelização e mesma quantidade. Os limites de cada um desses eixos estão no Página sobre capacidades de fabricação de PCBs
Como obter um orçamento
Envie o conjunto Gerber com o laminado, a configuração das camadas, a impedância e tolerância desejadas, a faixa de frequência e a quantidade. Os protótipos ficam prontos em 1 a 3 dias e os volumes médios em 4 a 10 dias; os prazos de entrega são limitados.
O página de recursos e os certificados emitidos sobre o página de certificações Placas de alta frequência que entram em fase de montagem são cobertas no Montagem de PCB na China página, incluindo fornecimento e montagem da caixa.
