אילו מצעי PCB משמשים בדרך כלל בתכנון אנטנות?

בתכנון אנטנות, משתמשים בדרך כלל בכמה סוגים של מצעי PCB, שלכל אחד מהם תכונות דיאלקטריות שונות, תהליכי ייצור והתאמת יישום שונים:

FR-4

FR-4 הוא מצע חסכוני המציע חוזק מכני וביצועי בידוד טובים, עם קבוע דיאלקטרי טיפוסי (Dk) בין 4.0 ל-4.5. הוא נמצא בשימוש נרחב עבור אנטנות במכשירי תקשורת אלחוטית כללית, כגון אנטנות Bluetooth ו-Wi-Fi לטווח קצר. FR-4 מתאים במיוחד ליישומים בהם העלות רגישה ודרישות הביצועים מתונות.

רוג'רס

חומרי רוג'רס כוללים קבועים דיאלקטריים נמוכים יותר וגורמי פיזור נמוכים, המסייעים בהפחתת אובדן העברת אות. סדרות שונות של רוג'רס מציעות קבועים דיאלקטריים בין 2.2 ל-10, ועונות על צרכי תכנון שונים. הם נמצאים בשימוש נפוץ בתכנוני אנטנות בתדר גבוה כגון אנטנות גל מילימטר, אנטנות תקשורת לוויינית ומערכות אלחוטיות אחרות הדורשות איכות אות גבוהה. דגמים אופייניים כוללים את רוג'רס 5880, רוג'רס 3003, רוג'רס 4350B וסדרת רוג'רס 5880LZ בעלת Dk נמוך.

טאקונית

למצעי Taconic יש גם קבועים דיאלקטריים נמוכים המסייעים בהפחתת עיכוב ועיוות אות, מה שהופך אותם למתאימים ליישומים בתדר גבוה. קבועי הדיאלקטרי של דגמים שונים משתנים, בדרך כלל נעים בין 2 ל-5, מה שהופך אותם לאידיאליים עבור גל מילימטר ותרחישים אחרים בתדר גבוה. דגמים בולטים כוללים את TLY-5, העשוי מבד זכוכית ארוג קל משקל מאוד, המציע יתרונות כמו יציבות ממדית, גורם פיזור נמוך, ספיגת לחות נמוכה, חוזק קילוף גבוה של נחושת וקבוע דיאלקטרי עקבי. TLY-5 משמש לעתים קרובות במכ"ם רכב, תקשורת לוויינית/סלולרית, מגברי הספק, LNBs, LNAs, LNCs, ובתחומי תדרים כגון Ka, E ו-W. RF-35? הוא דגם פופולרי נוסף עבור עיצובים שונים בתדר גבוה.

מצעים PTFE (פוליטטראפלואורואתילן)

לחומרי PTFE יש קבועים דיאלקטריים יציבים, בדרך כלל בין 2.0 ל-3.0, עם הפסדים נמוכים במיוחד, מה שהופך אותם למתאימים להעברת אותות בתדר גבוה. PTFE נמצא בשימוש נפוץ בתכנוני אנטנות מדויקים ובעלי ביצועים גבוהים, כגון אנטנות מכ"ם, אנטנות תעופה וחלל ומעגלי RF אחרים בתדר גבוה.

מצעים ממולאים בקרמיקה

מצעים אלה מתאימים את הקבוע הדיאלקטרי על ידי שינוי יחס המילוי הקרמי. יש להם חוזק מכני ועמידות בחום גבוהים יותר ויכולים לסייע בהפחתת עלויות תוך שמירה על ביצועי RF טובים. מצעים ממולאים בקרמיקה נמצאים בשימוש נרחב בתכנוני אנטנות בתדר בינוני עד גבוה כמו אנטנות תקשורת 5G ומתאימים לאנטנות ממוזערות שבהן יש לעמוד ביעדי גודל וביצועים ספציפיים.

מצעים וואנגלינג

Wangling הוא מותג מקומי (סיני) המציע למינציות מצופות נחושת מבד סיבי זכוכית PTFE נפוצות, כמו סדרות F4BM ו-F4BME, כמו גם למינציות מצופות נחושת ממולאות קרמיקה מבד סיבי זכוכית PTFE, כמו F4BTM ו-F4BTME. סדרות המצעים הדיאלקטריים המרוכבים שלהם (TP, TF) מציעות קבועים דיאלקטריים הניתנים לשליטה בין 3.0 ל-25, עם אובדן פיזור נמוך וסחיפה תרמית נמוכה. שיקול אחד: כאשר יצרני PCB משתמשים בחומרי Wangling בפעם הראשונה, עשויות להתעורר בעיות תהליך מסוימות עקב חוסר היכרות.

הערות חשובות לסימולציה ותכנון:

lעובי הלוח צריך להיות בדרך כלל כפולה של כ-0.254 מ"מ. הימנעו מקביעת עוביים מותאמים אישית כמו 0.4 מ"מ, מכיוון שייתכן שמלאי ה-PCB המתאים לא יהיה זמין לייצור ולאישור.

lעבור לוחות בעובי של יותר מ-1.5 מ"מ, שקלו להשתמש בחומרי Wangling מקומיים.

lבעת תכנון לוחות רב-שכבתיים, יש לשים לב היטב למקדם ההתפשטות התרמית (CTE) של ציר ה-Z של המצע, הנמדד ב-ppm/°C. באופן כללי, למצעים עם קבועי דיאלקטרי נמוכים יותר יש CTE גבוה יותר בציר ה-Z, דבר שעלול להוביל לבעיות במהלך הייצור אם משולבים עם חומרים אחרים. עבור עיצובים רב-שכבתיים, עדיף להשתמש במצעים בעלי Dk גבוה יותר ו-CTE נמוך יותר כדי להפחית את שיעורי הפגמים.

סוגי נייר נחושת: מגולגל לעומת אלקטרוליטי

בתדרי גל מילימטר, חספוס פני השטח של נייר הנחושת משפיע באופן משמעותי על אובדן המוליך בקווי תמסורת. בהתבסס על תהליך הייצור והביצועים, נייר הנחושת של PCB מחולק בעיקר לשני סוגים: נייר נחושת מגולגל (RA) ורדיד נחושת אלקטרוליטי (ED).

נייר נחושת מחושל מגולגל (RA)

רדיד RA, המיוצר על ידי גלגול ודחיסה רציפים של מטילי נחושת טהורים, בעל משטח חלק מאוד וחספוס נמוך במיוחד, המציע מוליכות מעולה. הוא מתאים במיוחד להעברת אותות בתדר גבוה. עם זאת, רדיד RA נוטה להיות יקר יותר ויש לו מגבלות עובי מסוימות.

נייר נחושת אלקטרוליטי (ED)

נייר נחושת ED מיוצר על ידי ציפוי אלקטרוליטי, וכתוצאה מכך שני צדדים: אחד חלק ואחד מחוספס. הצד המחוספס מסייע בקישור נייר הכסף למצע, בעוד שהצד החלק משמש לציפוי או לחריטה. נייר נחושת ED הוא זול יותר ומכסה טווח רחב יותר של עוביים. עם זאת, חספוס פני השטח הגבוה יותר שלו מוביל לאובדן מוליך גבוה יותר, מה שהופך אותו לפחות מתאים ליישומים בתדר גבוה.

כתב ויתור: מאמר זה נלקח מהאינטרנט ומייצג אך ורק את דעותיו האישיות של המחבר. הוא אינו משקף את דעותיו של Kinghelm או התעשייה כולה. הוא משותף כאן אך ורק למטרת פרסום מחדש ושיתוף מידע. אנו תומכים בהגנה על קניין רוחני - אנא ציינו את המקור המקורי ואת המחבר בעת פרסום מחדש. אם יש הפרה כלשהי, אנא צרו איתנו קשר להסרה.