Что такое высокочастотный субстрат?

Что такое высокочастотная подложка?

Высокочастотные подложки используются для передачи сигналов в диапазоне от 500 МГц до 5 ГГц. В высокочастотных цепях материалы подложки выбираются на основе частоты сигнала, размера, стоимости и других факторов, учитывая диэлектрическую проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь, толщину и точность схемы.

Для высокоскоростной передачи данных большой емкости скорость сигнала имеет решающее значение. Материалы должны иметь низкую диэлектрическую проницаемость и минимальные потери при передаче. Обычные материалы включают в себя подложку из стеклоткани, эпоксидные смолы, керамику и фторполимеры.

Применение высокочастотных подложек

Эти подложки используются в мобильных устройствах, аэрокосмическом оборудовании и многом другом, требуя более высоких мер по защите от шума, чем общие схемы. Они помогают предотвратить излучение и воздействие шума на оборудование.

Применения варьируются от телевизионных вещательных и коммуникационных устройств до GPS, датчиков погоды и датчиков человеческого тела.

Принцип высокочастотных подложек

Высокочастотные подложки требуют материалов с низкой диэлектрической проницаемостью и потерями сигнала для увеличения скорости передачи, приближающейся к скорости света. Материалы с более низким тангенсом угла диэлектрических потерь, такие как PPE и PTFE, минимизируют потери сигнала.

Скин-эффект, при котором ток течет на максимальной глубине скин-слоя на более высоких частотах, увеличивает сопротивление проводника, что приводит к более высоким потерям при передаче.

Коэффициент теплового расширения материалов должен соответствовать коэффициенту медной фольги, чтобы предотвратить расслоение из-за изменений температуры.

Материалы подложки высокой частоты

Материалы включают FR-4, PPE, керамическую смолу-наполнитель (Rogers), фторполимер (PTFE) и гибридные материалы, каждый из которых предлагает определенные преимущества для определенных применений.

1. FR-4

FR-4 экономически эффективен и широко используется в двухсторонних и многослойных подложках, обычно подходит для частот до 1 ГГц.

2. PPE

Подложки на основе PPE обеспечивают более высокую температуру стеклования и меньшее поглощение влаги, улучшая частотные характеристики в высокочастотном диапазоне. Они используются в больших компьютерах, высокочастотных устройствах и антеннах.

3. Керамическая смола-наполнитель

Эти подложки отлично подходят для высокочастотных характеристик и могут обрабатываться с использованием того же оборудования, что и FR-4. Они используются в базовых станциях мобильных устройств и автомобильных радарах.

4. ПТФЭ

Фторполимеры, такие как тефлон, обладают низкой диэлектрической проницаемостью и используются для высокоскоростной связи в антеннах, радарах и аэрокосмической технике.

5. Гибридные материалы

Гибридные материалы сочетают в себе высокочастотные и общие материалы (FR-4) для создания экономически эффективных многослойных подложек с улучшенной гибкостью и прочностью проводов.