ที่ความถี่สูงกว่าประมาณ 1 GHz แผ่นลามิเนตจะหยุดทำหน้าที่เป็นตัวนำแบบพาสซีฟ การสูญเสียไดอิเล็กทริกเกิดขึ้นในรูปแบบของการลดทอน ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกกำหนดความเร็วของสัญญาณและความยาวที่สายสัญญาณสามารถวิ่งได้ และความชื้นที่ดูดซับ จากอากาศจะเปลี่ยนแปลงทั้งสองอย่าง แผงวงจรความถี่สูงจึงแก้ปัญหานี้ด้วยวัสดุที่เลือกจากพฤติกรรมทางไฟฟ้า มากกว่าคุณสมบัติทางกล และด้วยแบบจำลองโครงสร้างก่อนที่จะทำการกัดทองแดงใดๆ
สิ่งที่เปลี่ยนแปลงเหนือ 1 GHz
การสูญเสีย — การลดทอนเพิ่มขึ้นตามความถี่และตามปัจจัยการกระจายของแผ่นลามิเนต ดังนั้น วัสดุจึงมีความสำคัญพอๆ กับรูปทรงของเส้นทางสัญญาณ
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก — ความกว้างของเส้นทางสัญญาณที่ให้สาย 50 Ω ขึ้นอยู่กับค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและ ค่าความคลาดเคลื่อน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมโครงสร้างจึงถูกกำหนดไว้ก่อนการเดินสาย
ความชื้น — น้ำที่ดูดซับจะเพิ่มค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่มีประสิทธิภาพและการสูญเสีย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม แผ่นลามิเนตที่มีการดูดซับต่ำจึงถูกใช้สำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานกลางแจ้ง
พื้นผิวทองแดง — ที่ความถี่สูง กระแสไฟฟ้าจะไหลเข้าสู่พื้นผิวของตัวนำ ดังนั้นการปรับสภาพพื้นผิวและความหยาบของทองแดงจึงถูกเลือกพร้อมกับการตกแต่ง ไม่ใช่หลังจากนั้น
กลไก — วัสดุที่ใช้ PTFE นั้นอ่อนกว่า FR-4 ดังนั้นการเจาะ การตกแต่งรู และการรองรับแผง จึงต้องปรับให้เหมาะสมกับวัสดุนี้ แทนที่จะใช้สูตรมาตรฐาน
วัสดุและสต็อก
แผ่นลามิเนตความถี่สูงของ Rogers, Arlon, Taconic และ Nelco มีสต็อกอยู่ ดังนั้นต้นแบบจึงไม่ต้องรอการสั่งซื้อวัสดุ FR-4 ที่มีค่า Tg สูงและแผ่นลามิเนตปลอดฮาโลเจนครอบคลุมกรณีที่ความถี่ปานกลาง และงบประมาณจำกัด แผงวงจรถูกสร้างขึ้นตั้งแต่ 1 ถึง 38 ชั้น ขนาดสูงสุด 580 × 1900 มม. โดยมีเส้นและช่องว่าง 0.06 มม. บนชั้นที่มีรายละเอียดปลีกย่อย และทองแดง 0.5–20 ออนซ์ในส่วนที่ใช้พลังงานร่วมกับชั้นอื่นๆ
โครงสร้างชั้นฉนวน อิมพีแดนซ์ และการประกอบ
อิมพีแดนซ์ถูกควบคุมให้อยู่ที่ ±10%: ความหนาของฉนวน ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก น้ำหนักทองแดง และความกว้างของลายวงจรจะถูกจำลองร่วมกันและตรวจสอบบนแผงวงจรสำเร็จรูป ENIG, การเคลือบเงินแบบจุ่ม, การเคลือบดีบุกแบบจุ่ม, การเคลือบทองแบบแฟลช, การเคลือบทองแบบนิ้วทอง, HASL, HASL ปลอดสารตะกั่ว และ OSP มีให้เลือกใช้ และมีการใช้โครงสร้างแบบผสมผสานในกรณีที่ส่วนดิจิทัลและส่วน RF ใช้แผงวงจรเดียวกัน การประกอบดำเนินการในโรงงานเดียวกันที่มีสายการผลิต SMT สี่สายที่ หกล้านชิปต่อวันและการตรวจสอบด้วยรังสีเอ็กซ์ ดังนั้นโมดูล RF ที่ประกอบเสร็จแล้วจึงจัดส่งเป็นชิ้นเดียว
การเลือกโครงสร้างชั้นฉนวนภายในช่วง RF
ความต้องการความถี่สูงไม่ได้หมายความว่าแผงวงจรทั้งหมดจะต้องสร้างจากวัสดุเคลือบราคาแพง วัสดุที่มีการสูญเสียต่ำจะต้องอยู่ในตำแหน่งที่การลดทอน ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก หรือความชื้นที่ดูดซับอยู่จริงในเส้นทางสัญญาณ และการทำเครื่องหมายชั้นเหล่านั้นเป็นงานแรกในการตรวจสอบโครงสร้างชั้นฉนวน
โครงสร้างสองแบบครอบคลุมงานส่วนใหญ่ แผงวงจรความถี่สูงแบบเต็มรูปแบบจะใช้ลามิเนตชนิดเดียวกันในทุกชั้น ซึ่งจะทำให้ได้ค่าการกดและการขยายตัวคงที่ตลอดทั้งแผง แผงวงจรแบบไฮบริดจะคงชั้น RF ไว้บนแกนที่มีการสูญเสียต่ำ และใช้ชั้นดิจิทัลและชั้นพลังงานบนลามิเนตอีพ็อกซี่มาตรฐาน ซึ่งจะให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าในจุดที่ต้องการ และส่วนที่เหลือจะใช้กับวัสดุที่ง่ายกว่าในการเคลือบและหาซื้อได้ง่ายกว่า ข้อเสียของแผงวงจรไฮบริดคือต้องใช้ชุดวัสดุที่สองและพฤติกรรมการขยายตัวที่สอง ดังนั้นรอบการกดและงบประมาณในการจัดตำแหน่งจึงต้องรองรับทั้งสองอย่าง
ภายในชั้น RF ความกว้างของลายวงจรไม่ใช่สิ่งที่เลือกได้อย่างอิสระ ความกว้างที่ให้ค่าอิมพีแดนซ์เป้าหมายนั้นมาจากค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและความหนาของไดอิเล็กตริก ดังนั้นแกนที่บางกว่าจะทำให้เส้นแคบลง และแกนที่หนากว่าจะทำให้เส้นกว้างขึ้น ความกว้างเท่ากันบนลามิเนตที่ต่างกันจะให้ค่าอิมพีแดนซ์ที่ต่างกัน ฟอยล์ทองแดงก็อยู่ในขอบเขตการตัดสินใจเดียวกัน ฟอยล์แบบรีดจะมีพื้นผิวที่เรียบกว่าฟอยล์แบบชุบด้วยไฟฟ้า และที่ความถี่สูง ความหยาบนั้นเป็นส่วนหนึ่งของการสูญเสีย
มีคำถามสี่ข้อที่ต้องพิจารณาก่อนที่จะมีการเสนอราคา:
ความถี่ควบคู่กับความยาวของเส้นทาง — เส้นทางสั้นๆ บนชั้นที่มีการอ้างอิงที่ดีสามารถอยู่บนแผ่นลามิเนตมาตรฐานได้ ในขณะที่เส้นทางยาวๆ ที่ความถี่เดียวกันไม่สามารถทำได้ ดังนั้นจึงต้องพิจารณาทั้งสองอย่างร่วมกัน และไม่พิจารณาจากความถี่เพียงอย่างเดียว
การอ้างอิงอย่างต่อเนื่องใต้ชั้น RF — ระนาบกราวด์ต้องวิ่งอย่างต่อเนื่องใต้เส้นทาง ดังนั้น การแยกที่ไม่มีอันตรายบนชั้นดิจิทัลจะเป็นข้อบกพร่องบนชั้น RF และเมื่อไม่สามารถ ลบการแยกออกได้ การเดินสายหรือจำนวนชั้นก็จะเปลี่ยนแปลง
แผ่นวงจรต้องพับหรือเลื่อนได้หรือไม่ — โครงสร้างแบบแข็ง-ยืดหยุ่น ส่วน RF จะพาข้ามบานพับ และการวางซ้อนหลายชั้นลงบนแผ่นแข็งจะไม่ทำเช่นนั้น
จำนวนรอบการกดที่จำเป็นสำหรับกองวัสดุ — กองวัสดุแบบไฮบริดหรือแบบฝังชั้นจะถูกกดมากกว่าหนึ่งครั้ง และ ที่มาของจำนวนรอบนั้นจะระบุไว้ใน หน้า PCB หลายชั้น.
สิ่งเหล่านี้จะไม่เปลี่ยนแปลงไปเอง การจัดเรียงลำดับจะแก้ไขโปรแกรมการเจาะ การจัดแผง การจัดวางคูปอง และการตรวจสอบชิ้นงานแรก ดังนั้นจึงมีการกำหนดไว้ในการตรวจสอบทางวิศวกรรมก่อนที่จะนำใบเสนอราคาสองฉบับมาวางเคียงข้างกัน
กรณีที่ใช้บอร์ดความถี่สูง
โครงสร้างพื้นฐานไร้สายและโทรศัพท์มือถือ อุปกรณ์ดาวเทียมและวิทยุ โมดูลเรดาร์และเสาอากาศ เครื่องขยายกำลังและเครื่องขยายสัญญาณรบกวนต่ำ และเครือข่ายแบบพาสซีฟ เช่น ตัวแยกสัญญาณ ตัวเชื่อมต่อ ตัวแยกสัญญาณแบบสองทาง และตัวกรอง ยานยนต์ เรดาร์และ โทรคมนาคม ฮาร์ดแวร์คือปริมาตร โดยที่อุณหภูมิมากกว่าความถี่เป็นข้อกำหนดที่สำคัญ พื้นผิวเซรามิก เข้ายึดครอง
ปี 2026 กรณีศึกษา แสดงให้เห็นว่าแผ่นเรดาร์ไฮบริด FR4 10 ชั้น และ Rogers RO3003 ถูกสร้างขึ้นอย่างไรสำหรับลูกค้าในอุตสาหกรรมยานยนต์ พร้อมด้วยการเคลือบและการควบคุมอิมพีแดนซ์ที่ทำให้เป็นไปได้
ปัจจัยใดที่ขับเคลื่อนราคาของการสร้างความถี่สูง
ใบเสนอราคาสองใบสำหรับแบบร่าง RF เดียวกันอาจแตกต่างกันอย่างมากโดยที่ไม่มีผู้จำหน่ายรายใดผิด เพราะราคาขึ้นอยู่กับปริมาณของแผ่นลามิเนตที่มีการสูญเสียต่ำที่การออกแบบต้องการจริงๆ จำนวนครั้งที่ทำการอัดซ้อน และผลการทดสอบอิมพีแดนซ์เทียบกับปริมาณ ไม่ใช่พื้นที่ของแผ่นวงจรสำเร็จรูป
แผ่นลามิเนตซื้อเป็นแผ่น ไม่ใช่เป็นแผ่นวงจร แกนที่มีการสูญเสียต่ำมีพื้นที่สั่งซื้อขั้นต่ำและ ระยะเวลานำส่งของตัวเอง ดังนั้นการซ้อนแบบไฮบริดจึงใช้ตารางวัสดุสองรายการพร้อมกัน และการสั่งซื้อขนาดเล็กจะคิดราคาตาม แผ่นที่ใช้ไป แทนที่จะคิดราคาตามแผ่นวงจรที่ออกมา
เศษวัสดุที่เหลือจากการตัดจะอยู่กับการสั่งซื้อ แกนความถี่สูงจะถูกจัดเรียงตามแบบทองแดงของงานนี้ และส่วนที่เหลือไม่สามารถนำไปใช้ในคำสั่งซื้ออื่นเป็นวัสดุมาตรฐานได้ ดังนั้นการใช้งานจึง ถูกกำหนดโดยการจัดเรียงมากกว่าโดยโครงร่างของแผ่นวงจร
ช่วงกระบวนการแคบลง แกนที่ทำจาก PTFE ที่อ่อนนุ่มต้องการพารามิเตอร์การเจาะเฉพาะ การบำบัดรูเฉพาะ — การกระตุ้นด้วยพลาสมาหรือโซเดียมแนฟทาลีน — และโปรไฟล์การกดที่แตกต่างกัน ดังนั้นชุดการผลิตจึง ถูกตั้งค่าสำหรับวัสดุแทนที่จะใช้สูตรมาตรฐาน
คูปองและชิ้นงานตัวอย่างแรกจะถูกจัดส่งไปพร้อมกับชุดการผลิต ความหนาของฉนวนและค่าคงที่ของฉนวนจะ ได้รับการยืนยันบนคูปองที่ตัดและวัด ดังนั้นการตรวจสอบจึงเป็นต้นทุนคงที่ต่อชุดการผลิตและ จะส่งผลต่อแผ่นวงจรน้อยลงเมื่อปริมาณลดลง
การเรียงซ้อนแบบไฮบริดให้ผลตอบแทนอีกครั้งที่เครื่องกด วัสดุสองชนิดขยายตัวในปริมาณที่แตกต่างกัน ดังนั้นการลงทะเบียน และผลผลิตจึงเคลื่อนที่ไปพร้อมกัน และแกนจะถูกกำหนดโดยชั้นที่ซ้อนกันมากกว่าโดยผู้ขาย
ความสามารถในการเปรียบเทียบนั้นขึ้นอยู่กับรายการเดียวกันแต่กลับกัน ได้แก่ ตระกูลลามิเนตเดียวกัน โครงสร้างชั้นเดียวกัน ฟอยล์ชนิดเดียวกัน การตกแต่งพื้นผิวแบบเดียวกัน เป้าหมายความต้านทานไฟฟ้าเดียวกัน การจัดเรียงแผงแบบเดียวกัน และปริมาณที่เท่ากัน ข้อจำกัด เบื้องหลังแต่ละแกนเหล่านั้นอยู่ที่ หน้าแสดงความสามารถในการผลิต PCB
การขอใบเสนอราคา
ส่งชุดไฟล์ Gerber พร้อมข้อมูลลามิเนต โครงสร้างชั้น ค่าอิมพีแดนซ์และค่าความคลาดเคลื่อนที่ต้องการ ช่วงความถี่ และปริมาณ ต้นแบบจะส่งคืนภายใน 1-3 วัน และปริมาณปานกลางภายใน 4-10 วัน ข้อจำกัดของกระบวนการอยู่ที่ หน้าความสามารถ และใบรับรองที่ออกให้ใน หน้าใบรับรอง แผงวงจรความถี่สูงที่เคลื่อนเข้าสู่กระบวนการประกอบจะถูกคลุมไว้บน การประกอบ PCB ในประเทศจีน หน้าเว็บนี้ครอบคลุมถึงขั้นตอนการจัดหาวัตถุดิบและการประกอบกล่อง
