کدام زیرلایه‌های PCB معمولاً در طراحی آنتن استفاده می‌شوند؟

در طراحی آنتن، معمولاً از چندین نوع زیرلایه PCB استفاده می‌شود که هر کدام خواص دی‌الکتریک، فرآیندهای تولید و کاربردپذیری متفاوتی دارند:

FR-4

FR-4 یک زیرلایه مقرون به صرفه است که استحکام مکانیکی و عملکرد عایقی خوبی را با ثابت دی‌الکتریک (Dk) معمول بین 4.0 تا 4.5 ارائه می‌دهد. این ماده به طور گسترده برای آنتن‌ها در دستگاه‌های ارتباطی بی‌سیم عمومی، مانند بلوتوث و آنتن‌های برد کوتاه Wi-Fi استفاده می‌شود. FR-4 به ویژه برای کاربردهایی مناسب است که در آن‌ها هزینه حساس و الزامات عملکرد متوسط است.

راجرز

مواد راجرز دارای ثابت‌های دی‌الکتریک پایین‌تر و ضرایب اتلاف کم هستند که به کاهش تلفات انتقال سیگنال کمک می‌کند. سری‌های مختلف راجرز ثابت‌های دی‌الکتریک از حدود ۲.۲ تا ۱۰ را ارائه می‌دهند که نیازهای مختلف طراحی را برآورده می‌کند. آن‌ها معمولاً در طراحی آنتن‌های فرکانس بالا مانند آنتن‌های موج میلی‌متری، آنتن‌های ارتباط ماهواره‌ای و سایر سیستم‌های بی‌سیم که به کیفیت سیگنال بالا نیاز دارند، استفاده می‌شوند. مدل‌های معمول شامل راجرز ۵۸۸۰، راجرز ۳۰۰۳، راجرز ۴۳۵۰B و سری راجرز ۵۸۸۰LZ با ضریب شکست پایین هستند.

تاکونیک

زیرلایه‌های تاکونیک همچنین دارای ثابت‌های دی‌الکتریک پایینی هستند که به کاهش تأخیر و اعوجاج سیگنال کمک می‌کنند و آنها را برای کاربردهای فرکانس بالا مناسب می‌کنند. ثابت‌های دی‌الکتریک مدل‌های مختلف متفاوت است و معمولاً بین ۲ تا ۵ متغیر است و آنها را برای سناریوهای موج میلی‌متری و سایر فرکانس‌های بالا ایده‌آل می‌کند. مدل‌های قابل توجه شامل TLY-2 است که از پارچه شیشه‌ای بافته شده بسیار سبک ساخته شده و مزایایی مانند پایداری ابعادی، ضریب اتلاف کم، جذب رطوبت کم، مقاومت بالای مس در برابر پوسته شدن و ثابت دی‌الکتریک ثابت را ارائه می‌دهد. TLY-5 اغلب در رادارهای خودرو، ارتباطات ماهواره‌ای/سلولی، تقویت‌کننده‌های توان، LNBها، LNAها، LNCها و در باندهای فرکانسی مانند Ka، E و W استفاده می‌شود. RF-5? یکی دیگر از مدل‌های محبوب برای طرح‌های مختلف فرکانس بالا است.

زیرلایه‌های PTFE (پلی تترافلوئورواتیلن)

مواد PTFE دارای ثابت‌های دی‌الکتریک پایدار، معمولاً بین ۲.۰ تا ۳.۰، با تلفات بسیار کم هستند که آنها را برای انتقال سیگنال فرکانس بالا مناسب می‌کند. PTFE معمولاً در طراحی آنتن‌های با دقت و کارایی بالا، مانند آنتن‌های رادار، آنتن‌های هوافضا و سایر مدارهای RF با فرکانس بالا استفاده می‌شود.

زیرلایه‌های پر شده با سرامیک

این زیرلایه‌ها با تغییر نسبت پرکننده سرامیکی، ثابت دی‌الکتریک را تنظیم می‌کنند. آن‌ها از استحکام مکانیکی و مقاومت حرارتی بالاتری برخوردارند و می‌توانند ضمن حفظ عملکرد خوب RF، به کاهش هزینه‌ها کمک کنند. زیرلایه‌های پر شده با سرامیک به طور گسترده در طراحی آنتن‌های فرکانس متوسط تا بالا مانند آنتن‌های ارتباطی 5G استفاده می‌شوند و برای آنتن‌های مینیاتوری که در آن‌ها باید به اهداف اندازه و عملکرد خاص دست یافت، مناسب هستند.

بسترهای وانگلینگ

وانگلینگ یک برند داخلی (چینی) است که لمینت‌های روکش مس از جنس پارچه فایبرگلاس PTFE رایج، مانند سری‌های F4BM و F4BME، و همچنین لمینت‌های روکش مس پر شده با سرامیک از جنس پارچه فایبرگلاس PTFE، مانند F4BTM و F4BTME را ارائه می‌دهد. سری زیرلایه دی‌الکتریک کامپوزیت آنها (TP، TF) ثابت‌های دی‌الکتریکی را ارائه می‌دهند که می‌توانند بین 3.0 تا 25 کنترل شوند، با اتلاف کم و رانش حرارتی کم. یک نکته قابل توجه: وقتی تولیدکنندگان PCB برای اولین بار از مواد وانگلینگ استفاده می‌کنند، ممکن است به دلیل عدم آشنایی، مشکلات فرآیندی خاصی ایجاد شود.

نکات مهم برای شبیه‌سازی و طراحی:

lضخامت برد معمولاً باید مضربی از حدود 0.254 میکرومتر باشد. از تنظیم ضخامت‌های سفارشی مانند 0.4 میکرومتر خودداری کنید، زیرا ممکن است برد مدار چاپی مربوطه برای تولید و اعتبارسنجی در دسترس نباشد.

lبرای تخته‌های ضخیم‌تر از ۱.۵ میلی‌متر، استفاده از مواد داخلی Wangling را در نظر بگیرید.

lهنگام طراحی بردهای چند لایه، به ضریب انبساط حرارتی محور Z (CTE، که بر حسب ppm/°C اندازه‌گیری می‌شود) زیرلایه توجه زیادی داشته باشید. به‌طورکلی، زیرلایه‌هایی با ثابت‌های دی‌الکتریک پایین‌تر، CTE محور Z بالاتری دارند که در صورت ترکیب با سایر مواد، می‌تواند منجر به مشکلاتی در طول تولید شود. برای طرح‌های چند لایه، بهتر است از زیرلایه‌هایی با Dk بالاتر و CTE پایین‌تر استفاده شود تا میزان نقص کاهش یابد.

انواع فویل مس: نورد شده در مقابل الکترولیتی

در فرکانس‌های موج میلی‌متری، زبری سطح فویل مسی به طور قابل توجهی بر تلفات هادی خطوط انتقال تأثیر می‌گذارد. بر اساس فرآیند تولید و عملکرد، فویل مسی PCB عمدتاً به دو نوع تقسیم می‌شود: فویل مسی نورد شده آنیل شده (RA) و فویل مسی الکترولیتی (ED).

فویل مس نورد شده آنیل شده (RA)

فویل RA که با نورد مداوم و فشرده‌سازی شمش‌های مس خالص تولید می‌شود، سطح بسیار صاف و زبری بسیار کمی دارد که رسانایی عالی ارائه می‌دهد. این فویل به ویژه برای انتقال سیگنال با فرکانس بالا مناسب است. با این حال، فویل RA گران‌تر است و محدودیت‌های ضخامت خاصی دارد.

فویل مس الکترولیتی (ED)

فویل مسی ED با آبکاری الکتریکی تولید می‌شود و در نتیجه دو طرف دارد: یکی صاف و دیگری ناهموار. طرف ناهموار به اتصال فویل به زیرلایه کمک می‌کند، در حالی که طرف صاف برای آبکاری یا حکاکی استفاده می‌شود. فویل مسی ED مقرون به صرفه‌تر است و طیف وسیع‌تری از ضخامت‌ها را پوشش می‌دهد. با این حال، زبری سطح بالاتر آن منجر به تلفات رسانای بیشتر می‌شود و آن را برای کاربردهای فرکانس بالا کمتر مناسب می‌کند.

سلب مسئولیت: این مقاله از اینترنت گرفته شده و صرفاً بیانگر دیدگاه‌های شخصی نویسنده است. این مقاله منعکس‌کننده دیدگاه‌های ... نیست. Kinghelm یا کل صنعت. این مطلب صرفاً به منظور بازنشر و به اشتراک گذاری اطلاعات در اینجا به اشتراک گذاشته شده است. ما از حفاظت از مالکیت معنوی حمایت می‌کنیم - لطفاً هنگام بازنشر، منبع و نویسنده اصلی را ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه نقض، لطفاً برای حذف با ما تماس بگیرید.