RF PCB y Microondas PCB

¿Qué es PCB de RF y de Microondas?

RF PCB y microondas PCB son un tipo de PCB que llevan la señal de RF o microondas. Por lo tanto, estos tipos de PCB suelen trabajar en rangos de frecuencia de megahercios a gigahercios. De ahí que utilicemos estos rangos de frecuencia en tecnologías de comunicación que van desde los teléfonos móviles hasta los radares militares.

Los materiales utilizados son compuestos avanzados con características muy específicas de constante dieléctrica (Er), tangente de pérdida y CTE (coeficiente de expansión térmica). Estos materiales pueden mezclarse en el mismo Stack-Up para obtener un rendimiento y una rentabilidad óptimos.

La ventaja de utilizar materiales con un CTE X, Y y Z bajo es una estructura de PCB resultante que permanecerá extremadamente estable en entornos de alta temperatura mientras funciona a una frecuencia de hasta 40 GHz en aplicaciones analógicas, lo que permite la colocación eficaz de componentes de paso muy fino incluyendo, en algunos casos, la fijación de troqueles desnudos.

RF es Radiofrecuencia, una señal con una frecuencia muy alta. La elección del sustrato de la placa de circuito depende de los requisitos de los indicadores de rendimiento de la placa de circuito. Puede ser fibra de vidrio epoxi FR4 ordinaria o un sustrato especial para microondas como Teflon, Arlon, materiales Rogers.

A medida que aumenta la complejidad de los componentes electrónicos, lo que se convierte en imperativo son las velocidades de señal y la alta frecuencia de transmisión. No es de extrañar, pues, que aumente la demanda de PCB de alta frecuencia. Se utilizan en diversas aplicaciones de diseño de alta velocidad que requieren una gama de frecuencias de 500 MHz a 2 GHz.

El FR-4, a base de resina epoxi y refuerzo de vidrio, es el material laminado más popular en la industria de PCB desde hace mucho tiempo. La constante dieléctrica del FR4 oscila entre 3,8 y 4,8, en función del tipo de tejido de vidrio, el grosor, el contenido de resina y la rugosidad de la lámina de cobre. Sin embargo, la industria de PCB también utiliza otros materiales para diferentes aplicaciones. En los productos de RF/microondas, se utiliza mucho 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 popularizó en los productos de consumo hace años, la demanda de material de bajas pérdidas aumentó. 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 coste del material de forma espectacular. Cómo reducir el coste de PCB de RF se ha convertido en un problema esencial para los diseñadores. Una de las soluciones es el diseño dieléctrico mixto.

Dado que el material de baja pérdida no es necesario para todos los sistemas inalámbricos, se diseña principalmente, 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 utiliza varias PCB y sólo la parte frontal del subsistema receptor necesita material de bajo coste y bajas pérdidas. Sin embargo, el coste sigue siendo elevado debido a los múltiples PCB y al conector entre ellos. Además, PCB de teflón es blanda y su ensamblaje resulta bastante difícil debido a las deformaciones.

RF PCB estándar：

1. PCB RF de baja potencia utiliza principalmente material FR4 estándar (buenas propiedades de aislamiento, material uniforme, constante dieléctrica ε=4, 10%).

2. En el diseño de RF PCB, cada componente debe estar estrechamente dispuesto para asegurar la conexión más corta.

3. En el caso de una PCB de señal mixta, las partes de RF y analógicas deben estar alejadas de la parte digital (la distancia suele ser superior a 2 cm, como mínimo 1 cm), y la masa de la parte digital debe estar separada de la parte de RF.

4. Cuando seleccione componentes para trabajar en un entorno de alta frecuencia, utilice SMD (dispositivos montados en superficie) en la medida de lo posible. Los SMD son de pequeño tamaño y las patillas de los componentes suelen ser muy cortas.

Este artículo proporciona directrices y sugerencias para el diseño y la disposición de placas de circuitos impresos (PCB) de radiofrecuencia (RF), incluyendo algunas discusiones sobre aplicaciones de señal mixta, como componentes digitales, analógicos y de RF en la misma PCB. El contenido está organizado por áreas temáticas y proporciona directrices de "mejores prácticas", que deben aplicarse junto con todas las demás directrices de diseño y fabricación. Estas directrices también pueden aplicarse a componentes, fabricantes de PCB y materiales específicos.

Características de PCB de Alta Frecuencia

1. Los requisitos de control de impedancia son más estrictos, el control del ancho de línea relativo es muy estricto, la tolerancia general es de aproximadamente el 2%.

2. Debido a la placa especial, la adherencia del PTH al cobre no es alta. Por lo general, es necesario desbastar la vía y la superficie por medio de equipos de procesamiento de plasma para aumentar la adherencia del cobre del orificio PTH y la tinta resistente a la soldadura.

3. No se puede utilizar antes de la soldadura por resistencia, de lo contrario la adherencia será muy pobre, sólo se puede desbastar con agua de micrograbado.

4. La mayoría de las placas son de PTFE. Hay muchas rebabas formadas por fresas ordinarias, y se requieren fresas especiales.

5. La placa de circuito impreso de alta frecuencia es una placa de circuito especial con una alta frecuencia electromagnética. Generalmente, la alta frecuencia puede definirse como una frecuencia superior a 1 GHz.

6. Sus propiedades físicas, precisión y parámetros técnicos son muy altos, y se utiliza a menudo en sistemas anticolisión de automóviles, sistemas de satélite, sistemas de radio y otros campos.

7. En términos generales, la industria de PCB considera que una placa de circuito impreso de radiofrecuencia es cualquier PCB de alta frecuencia que funcione por encima de 100 MHz. Dentro de la clase de radiofrecuencia, todo lo que supere los 2GHz es un circuito impreso de microondas.

Ventajas de RF PCB y PCB Microondas

1. La placa de circuito RF y la placa PCB de microondas pueden trabajar en altas Frecuencias.

2. Tienen una estructura estable. Por lo tanto, les permite trabajar a altas temperaturas.

3. Tienen una constante dieléctrica estable y una tangente de pérdida baja. Por lo tanto, la señal viaja a través de ellos con una impedancia mínima.

4. Es posible formar una placa multicapa apilada. De este modo, podemos fabricar placas más pequeñas. Por lo tanto, ofrecen un rendimiento óptimo y son rentables.

5. Permiten fabricar diseños complejos. Así, es más fácil ensamblar componentes de paso fino en la placa.

PCB Microondas y PCB de Alta Frecuencia: problemas comunes y soluciones

PCB de radiofrecuencia, y PCB de microondas, son especialmente difíciles de diseñar en comparación con los diseños de PCB tradicionales. 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 PCB 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 un radio de curvatura generoso en las trazas de impedancia controlada. Estas soluciones permitirán en última instancia que PCB RF/Microondas alcance el mejor rendimiento.

La fabricación de Hitech Circuits de dieléctrico mixto ha sido bastante habitual para muchos fabricantes de PCB. La dificultad en la fabricación estriba en conseguir un parámetro de producción óptimo para dos o más materiales diferentes. Dado que la mayor parte del diseño no está equilibrado en la construcción, el problema del alabeo debe gestionarse 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 muchos costes.

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

La aplicación de los circuitos Hitech Circuits de dieléctrico mixto no se limita a los productos de alta frecuencia. Para el diseño digital de alta velocidad, también puede ayudar. Por ejemplo, si hay algunas líneas de transmisión críticas que deben pasar largas distancias en PCB y el Df (factor de disipación) del material FR-4 es demasiado alto y causa problemas de integración de la señal, el uso de algún material de baja pérdida en parte de la capa interna puede ser de gran ayuda. Puede ahorrar algunos costes en lugar de utilizar material de PCB de bajas pérdidas en todas las capas.

Aplicación de RF PCB y PCB Microondas

RF PCB y microondas PCB y PCB de Alta Frecuencia utiliza materiales de excelente propiedad dieléctrica para su cuerpo principal con otros materiales dieléctricos y sustratos metálicos emparejados para completar el correspondiente procesamiento de múltiples capas o procesamiento de película gruesa y fabricación y para lograr las funciones de transmisión de excelente alta conductividad térmica, baja constante dieléctrica, alta frecuencia y alta velocidad.

RF PCB son ampliamente utilizados en la transmisión de microondas, teléfono del automóvil, antena de radar, redes inalámbricas, radar automotriz, comunicaciones inalámbricas y comunicaciones de microondas por satélite, en particular la popularidad de las redes 5G exacerbar la demanda del mercado para el producto en el RF PCB.

Con el fin de satisfacer las crecientes demandas de Microondas PCB y RF PCB para nuestros clientes en todo el mundo, hemos aumentado la inversión y la intensidad de la investigación y el desarrollo en microondas PCB de alta frecuencia en los últimos años. Ahora tenemos experiencia en la producción profesional de diversas placas de circuito de alta frecuencia de prototipos de giro rápido a la producción en serie. Para la mayoría de los materiales de RF PCB, tales como: PCB de Céramica, Teflon PCB, Rogers PCB, Taconic PCB, Arlon PCB, tenemos suficiente inventario para garantizar una entrega rápida.

Encontrar perfecto RF microondas PCB para su proyecto puede ser estresante especialmente cuando se trata de elegir el material PCB adecuado. Para un desarrollador de proyectos, es de gran interés que su PCB puede ser de material de alta calidad con un funcionamiento adecuado y debe ser entregado a tiempo.

Los parámetros como los niveles de energía de microondas RF, la frecuencia de funcionamiento, el rango de temperatura de funcionamiento, los requisitos de corriente y tensión son de gran importancia a la hora de elegir el material perfecto para el material de PCB.

Cuando comience con la fabricación de su PCB, asegúrese de haber elegido las especificaciones correctas para su PCB. Las frecuencias clásicas de microondas RF de alta frecuencia eran PCB de una sola capa construidas sobre el dieléctrico. Sin embargo, con la evolución en los diseños de PCB Microondas RF, han surgido muchas tecnologías durante las últimas décadas.

¿Por qué debe centrarse en elegir al fabricante adecuado?

Encargar la fabricación de PCB a una instalación equipada con alta tecnología puede ser más beneficioso que hacerlo en una instalación de fabricación de bajo coste con material de baja calidad.

PCB de RF son muy sensibles a factores como el ruido, la impedancia, el electromagnetismo y los ESD. Los fabricantes de PCB de alta calidad se centran en eliminar cualquier factor que afecte durante la fabricación. No se espera que PCB Microondas RF de mala calidad se mantenga durante mucho tiempo, y por eso elegir un fabricante de PCB RF perfecto puede alterar la experiencia de su producto.

Hoy en día, la mayoría de las modernas instalaciones de fabricación de PCB de RF utilizan programas de simulación de software de ingeniería asistida por ordenador para la fabricación de PCB. La mejor ventaja de la fabricación de PCB Microondas RF basada en CAD es que dispone de modelos de simulación de varias marcas y modelos de PCB con especificaciones de producto adecuadas.

Estos parámetros son esenciales en la producción de PCB de microondas RF estandarizado y garantizan la fiabilidad. Además, las máquinas también admiten el funcionamiento manual, lo que permite al operario realizar operaciones manuales.

Así pues, es evidente que la fabricación de PCB Microondas RF no es tan sencilla como parece.

¿Por qué elegir Hitechpcb para su fabricación de PCB Microondas RF?

HITECH CIRCUITS ha estado proporcionando instalaciones de fabricación de PCB de RF durante años. Los profesionales cualificados de HITECH CIRCUITS tienen experiencia en la fabricación de PCB con materiales Rogers. Afortunadamente, HITECH CIRCUITS tiene experiencia en la fabricación de PCB de microondas RF para equipos de comunicaciones militares.

HITECH CIRCUITS se ha especializado en materiales de PCB Rogers y los prefiere para la fabricación de PCB Microondas RF. La diversa gama de materiales de PCB Rogers nos permite elegir el material más adecuado según los requisitos.

HITECH CIRCUITS ha estado tratando en las instalaciones de fabricación de PCB de RF para diversos productos en todo el mundo. Los profesionales cualificados de HITECH CIRCUITS tienen experiencia en la fabricación de PCB Rogers. Afortunadamente, HITECH CIRCUITS tiene experiencia en la fabricación de PCB de microondas RF para equipos de comunicación militar.

El material utilizado en los equipos militares para el ensamblaje de PCB fue Rogers 4003c, Rogers 4350 y RT5880. Este ensamblaje de doble capa basado en SMT incorporó 350 despliegues. El producto final se probó en un equipo óptico y de rayos X automatizado. El departamento de control de calidad examinó minuciosamente cada producto. Los productos se entregaron tras la completa satisfacción de múltiples departamentos.

Desde que HITECH CIRCUITS se ha dedicado al desarrollo de productos PCB y con una experiencia diversa de asistencia a desarrolladores de proyectos de diversos campos, Hitechpcba ha desarrollado una relación duradera con sus clientes satisfechos.

Una de las principales razones por las que debería considerar HITECH CIRCUITS es su soporte técnico siempre disponible a sólo unos clics de distancia. El equipo técnico de Hitechpcb está siempre a su disposición para ofrecerle asistencia técnica. Si usted está buscando una empresa de fabricación que le ayudará a través de su proceso de fabricación de PCB RF y compartirá ideas y estrategias para el desarrollo de su producto, usted debe considerar Hitechpcb.