PCB ไมโครเวฟความถี่สูง (พีทีเอฟเอ สับสราท) "ทางหลวงสัญญาณ" สําหรับ 5G และราดาร์

ภาพที่ได้รับอนุญาตจากลูกค้า

สารบัญ

• ประเด็นสำคัญ
• ความต้องการ PCBs ไมโครเวฟความถี่สูงในแอพพลิเคชั่นที่ทันสมัย
• PTFE: วัสดุดาวสำหรับ PCBs ไมโครเวฟความถี่สูง
• กระบวนการปัญหาและการแก้ปัญหาใน PCBs ที่ใช้ PTFE
• ผู้ผลิตชั้นนำในตลาด PCB ไมโครเวฟความถี่สูง
• แอปพลิเคชันใน 5G การสื่อสารผ่านดาวเทียมและเรดาร์ทหาร
• PCBs ไมโครเวฟสูงกับ PCB แบบดั้งเดิม: การวิเคราะห์เปรียบเทียบ
• แนวโน้มและแนวโน้มในอนาคต
• คำถามที่พบบ่อย

ประเด็นสำคัญ

1. สูง - ไมโครเวฟความถี่ PCB โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีสารตั้งต้น PTFE มีความสำคัญสำหรับ 5G การสื่อสารผ่านดาวเทียมและการใช้งานเรดาร์ทหารเนื่องจากคุณสมบัติการสูญเสียสัญญาณต่ำ
2.PTFE เสนอค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำ (DK≈2.2) ลดการลดทอนสัญญาณ แต่มาพร้อมกับความท้าทายในการประมวลผลเช่นการยึดเกาะที่ไม่ดี
3. ผู้ผลิตที่มีการเปิดตัวเช่น Rogers และ Isola อยู่ในระดับแนวหน้าของการผลิต PCBs ความถี่สูงที่มีคุณภาพสูง PTFE

ความต้องการ PCBs ไมโครเวฟความถี่สูงในแอพพลิเคชั่นที่ทันสมัย

ในโลกร่วมสมัยของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงความต้องการการสื่อสารไร้สายที่รวดเร็วและเชื่อถือได้มากขึ้นได้สูงขึ้นใหม่ เทคโนโลยี 5G มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้การถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูงเป็นพิเศษเวลาแฝงต่ำและความสามารถในการเชื่อมต่ออุปกรณ์จำนวนมากพร้อมกัน การสื่อสารผ่านดาวเทียมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการครอบคลุมทั่วโลกโดยเฉพาะในพื้นที่ห่างไกล ระบบเรดาร์ทหารจำเป็นต้องตรวจจับและติดตามเป้าหมายด้วยความแม่นยำสูง แอปพลิเคชันทั้งหมดเหล่านี้พึ่งพาสัญญาณความถี่สูงซึ่งจะไม่สามารถจัดการได้อย่างมีประสิทธิภาพ PCB ไมโครเวฟความถี่สูงได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการส่งสัญญาณที่ไร้รอยต่อใน GHZ และแม้แต่ช่วงความถี่คลื่น

PTFE: วัสดุดาวสำหรับ PCBs ไมโครเวฟความถี่สูง

Poly - Tetra - Fluoro - ethylene (PTFE) ได้กลายเป็นวัสดุที่เลือกสำหรับ PCB ไมโครเวฟความถี่สูง หนึ่งในคุณสมบัติที่น่าทึ่งที่สุดคือค่าคงที่อิเล็กทริกที่ต่ำมาก ด้วยค่า DK ประมาณ 2.2 PTFE ช่วยให้สัญญาณสามารถเดินทางผ่าน PCB ด้วยการบิดเบือนและการลดทอนน้อยที่สุด ในทางตรงกันข้ามวัสดุ PCB แบบดั้งเดิมเช่น FR - 4 มี DK สูงกว่า (ประมาณ 4.4) ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียสัญญาณอย่างมีนัยสำคัญที่ความถี่สูง
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำของ PTFE ยังหมายความว่าสัญญาณสามารถแพร่กระจายด้วยความเร็วที่สูงขึ้น นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับแอปพลิเคชันเช่น 5G ซึ่งความสามารถในการส่งและรับข้อมูลอย่างรวดเร็วเป็นข้อกำหนดพื้นฐาน นอกจากนี้ PTFE ยังมีปัจจัยการกระจายต่ำ (DF) ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียสัญญาณ การรวมกันของ DK และ DF ต่ำทำให้ PTFE เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการสร้าง "Highway Signal Highway" ที่สามารถจัดการกับความต้องการความเร็วสูงและความถี่สูงของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย

กระบวนการปัญหาและการแก้ปัญหาใน PCBs ที่ใช้ PTFE

แม้จะมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม PTFE นำเสนอความท้าทายหลายประการในระหว่างกระบวนการผลิต PCB หนึ่งในประเด็นหลักคือการยึดเกาะที่ไม่ดี PTFE มีโครงสร้างโมเลกุลที่ไม่ใช่ขั้วซึ่งทำให้ยากต่อการยึดติดกับวัสดุอื่น ๆ เช่นฟอยล์ทองแดงและกาว เพื่อเอาชนะปัญหานี้จำเป็นต้องมีการรักษาพื้นผิวพิเศษ
การเปิดใช้งานพลาสมาเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไป ในกระบวนการนี้จะใช้การปล่อยพลาสมาเพื่อปรับเปลี่ยนพื้นผิวของ PTFE พลาสมามีสปีชีส์ที่มีปฏิกิริยาสูงซึ่งสามารถกัดพื้นผิว PTFE สร้างพื้นผิวที่หยาบกว่า พื้นที่ผิวที่เพิ่มขึ้นนี้และการแนะนำกลุ่มฟังก์ชันขั้วโลกช่วยเพิ่มการยึดเกาะของ PTFE ไปยังวัสดุอื่น ๆ อีกวิธีหนึ่งคือการใช้ไพรเมอร์หรือผู้สนับสนุนการยึดเกาะที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับ PTFE สารเหล่านี้สามารถสร้างพันธะเคมีกับพื้นผิว PTFE และยึดติดกับวัสดุอื่น ๆ ได้ดีทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่าง PTFE และส่วนที่เหลือของส่วนประกอบ PCB

ผู้ผลิตชั้นนำในตลาด PCB ไมโครเวฟความถี่สูง

โรเจอร์ส
Rogers เป็นชื่อที่รู้จักและเป็นที่รู้จักในสาขา PCBs ไมโครเวฟความถี่สูง พวกเขานำเสนอวัสดุที่ใช้ PTFE หลากหลายเช่นซีรี่ส์ RT/Duroid วัสดุเหล่านี้ใช้ในการใช้งานที่หลากหลายตั้งแต่สถานีฐาน 5G ไปจนถึงระบบเรดาร์ทหาร ผลิตภัณฑ์ของ Rogers เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องคุณภาพสูงประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอและความน่าเชื่อถือที่ยอดเยี่ยม วัสดุของพวกเขาได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของการใช้งานความถี่สูงโดยมีความคลาดเคลื่อนอย่างแน่นหนาในค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและคุณสมบัติสำคัญอื่น ๆ

Isola
Isola เป็นผู้ผลิตชั้นนำอีกรายหนึ่งในตลาด PCB ที่มีความถี่สูง พวกเขาผลิตวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงหลากหลายรวมถึงวัสดุที่ใช้ PTFE ผลิตภัณฑ์ของ Isola ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การสูญเสียสัญญาณต่ำเสถียรภาพความร้อนสูงและคุณสมบัติเชิงกลที่ดี วัสดุของพวกเขาถูกใช้ในแอปพลิเคชันที่การถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูงและประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้มีความสำคัญเช่นการสื่อสารผ่านดาวเทียมและโครงสร้างพื้นฐาน 5G ที่สูง

แอปพลิเคชันใน 5G การสื่อสารผ่านดาวเทียมและเรดาร์ทหาร

5G
ในสถานีฐาน 5G โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเสาอากาศ AAU (เสาอากาศที่ใช้งานอยู่) PCB ไมโครเวฟความถี่สูงที่มีพื้นผิว PTFE เป็นสิ่งจำเป็น สัญญาณ 5G ทำงานที่ความถี่สูงซึ่งมักจะอยู่ในช่วงย่อย - 6GHz และมิลลิเมตร - ช่วงคลื่น PCB ที่ใช้ PTFE สามารถส่งสัญญาณเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยการสูญเสียน้อยที่สุดเพื่อให้มั่นใจว่าเครือข่าย 5G สามารถให้การถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูงและเวลาแฝงต่ำ ตัวอย่างเช่นใน 5G AAU ที่มีอาร์เรย์เสาอากาศ 64 - องค์ประกอบการใช้ PTFE PCBs สามารถปรับปรุงคุณภาพของสัญญาณและพื้นที่ครอบคลุมได้อย่างมีนัยสำคัญ

การสื่อสารผ่านดาวเทียม
ระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียมต้องการ PCB ที่สามารถจัดการการส่งสัญญาณระยะไกลด้วยความน่าเชื่อถือสูง PTFE - PCBs ไมโครเวฟที่ใช้ความถี่สูงใช้ในเครื่องรับส่งสัญญาณดาวเทียมและระบบเสาอากาศ การสูญเสียสัญญาณต่ำของ PTFE ทำให้มั่นใจได้ว่าสัญญาณสามารถเดินทางผ่านระยะทางที่กว้างใหญ่ของพื้นที่โดยไม่ต้องเสื่อมสภาพอย่างมีนัยสำคัญ นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับแอปพลิเคชันเช่นระบบตำแหน่งทั่วโลกการตรวจจับระยะไกลและการถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูงระหว่างดาวเทียมและสถานีภาคพื้นดิน

เรดาร์ทหาร
ระบบเรดาร์ทหารจำเป็นต้องตรวจจับและติดตามเป้าหมายอย่างถูกต้องแม้ในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย PCB ไมโครเวฟความถี่สูงมีบทบาทสำคัญในเครื่องส่งสัญญาณเรดาร์และตัวรับสัญญาณ พื้นผิว PTFE ช่วยให้ระบบเรดาร์ทำงานได้ที่ความถี่สูงให้ความละเอียดและความสามารถในการตรวจจับที่ดีขึ้น ในเรดาร์ทหารสมัยใหม่เช่นเรดาร์แบบเฟส - อาเรย์ PCB ที่ใช้ PTFE ใช้เพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณเรดาร์สามารถส่งและรับได้ด้วยการรบกวนน้อยที่สุดและความแม่นยำสูงสุด

PCBs ไมโครเวฟสูงกับ PCB แบบดั้งเดิม: การวิเคราะห์เปรียบเทียบ

แนวโน้มและแนวโน้มในอนาคต

เมื่อเทคโนโลยียังคงดำเนินต่อไปความต้องการ PCBs ไมโครเวฟความถี่สูงจะเพิ่มขึ้นเท่านั้น ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี 6G ซึ่งคาดว่าจะทำงานที่ความถี่ที่สูงขึ้นความต้องการ PCB ที่มีการสูญเสียสัญญาณที่ต่ำกว่าจะมีความสำคัญมากขึ้น ผู้ผลิตจะยังคงลงทุนในการวิจัยและพัฒนาเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุที่ใช้ PTFE และเพื่อพัฒนากระบวนการผลิตใหม่เพื่อลดต้นทุน นอกจากนี้การรวม PCBs ไมโครเวฟความถี่สูงเข้ากับเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่เช่นปัญญาประดิษฐ์และ Internet of Things จะเปิดโอกาสใหม่สำหรับนวัตกรรมในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

คำถามที่พบบ่อย
เหตุใด PTFE จึงต้องการมากกว่าวัสดุอื่น ๆ สำหรับการใช้งานที่สูง - ความถี่?
PTFE มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำมากและปัจจัยการกระจายซึ่งส่งผลให้การสูญเสียสัญญาณน้อยที่สุดที่ความถี่สูง สิ่งนี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานเช่น 5G การสื่อสารผ่านดาวเทียมและเรดาร์ทหารที่มีความเร็วสูงและส่งสัญญาณที่เชื่อถือได้เป็นสิ่งสำคัญ

มีทางเลือกอื่นสำหรับ PTFE สำหรับ PCB ความถี่สูงหรือไม่?
ใช่มีทางเลือกอื่นเช่นคอมโพสิต PTFE ที่เต็มไปด้วยเซรามิกซึ่งให้ความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและค่าใช้จ่าย เรซินที่ใช้ไฮโดรคาร์บอนบางตัวมีค่า DK และ DF ค่อนข้างต่ำและสามารถใช้ในการใช้งานความถี่สูง อย่างไรก็ตามสำหรับสถานการณ์ความถี่สูงที่ต้องการมากที่สุด PTFE ยังคงเป็นตัวเลือกอันดับต้น ๆ

PCB ที่ใช้ PTFE ที่ใช้ค่าใช้จ่ายสูงเปรียบเทียบกับผลประโยชน์ประสิทธิภาพของพวกเขาได้อย่างไร
ในขณะที่ PCB ที่ใช้ PTFE มีราคาแพงกว่าเนื่องจากต้นทุนวัสดุและกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนผลประโยชน์ของพวกเขาในแง่ของการสูญเสียสัญญาณต่ำความเร็วสัญญาณสูงและความน่าเชื่อถือเกินดุลค่าใช้จ่ายในการใช้งานที่ประสิทธิภาพความถี่สูงเป็นสิ่งสำคัญ ตัวอย่างเช่นในเครือข่าย 5G การใช้ PCB ที่ใช้ PTFE สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเครือข่ายโดยรวมและประสบการณ์ผู้ใช้ซึ่งแสดงให้เห็นถึงค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้น

PCB ไมโครเวฟที่มีความถี่สูงที่มีพื้นผิว PTFE เป็นกระดูกสันหลังของระบบการสื่อสารความถี่สูงและความถี่สูงและระบบเรดาร์สูง แม้จะมีความท้าทายในการผลิต แต่คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกเขาทำให้พวกเขาขาดไม่ได้สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการส่งสัญญาณที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพที่ความถี่สูง เมื่อเทคโนโลยีดำเนินไป PCB เหล่านี้จะยังคงมีบทบาทสำคัญในการเปิดใช้งานการสื่อสารไร้สายรุ่นต่อไปและเทคโนโลยีเรดาร์ขั้นสูง