Para satisfacer la creciente demanda de placas de circuito impreso de microondas y RF de nuestros clientes de todo el mundo, hemos aumentado nuestra inversión en los últimos años, de modo que nos hemos convertido en un fabricante de primera clase de placas de circuito impreso que utilizan laminados de alta frecuencia.
La definición de las placas de circuito impreso de RF y microondas es que contienen componentes que transportan señales de RF o microondas. Estas señales varían en frecuencia desde, 50MHz hasta más de 2 GHz, y estas frecuencias definen las diferencias en los componentes entre las placas de circuito impreso de RF y microondas y otros tipos de placas.
Estas aplicaciones suelen requerir laminados con características eléctricas, térmicas, mecánicas o de otro tipo que superan las de los materiales FR-4 tradicionales estándar. Gracias a nuestros muchos años de experiencia con laminados para microondas a base de PTFE, entendemos los requisitos de alta fiabilidad y de tolerancia ajustada de la mayoría de las aplicaciones.
Existe una agrupación específica de placas de circuito impreso de RF y microondas que incorporan tanto FR-4 como PTFE u otros materiales juntos en la misma pila que se denominan placas de circuito impreso híbridas. Puede obtener más información sobre estos diseños híbridos y nuestras capacidades únicas en torno a estas placas de circuito impreso de alta tecnología.
Nuestra experiencia nos permite ofrecer a nuestros clientes el servicio más completo en la producción de placas de circuito impreso para estos productos, ya que hemos invertido en ello.
Además de ser los líderes del sector en la fabricación de placas de circuito impreso, también poseemos una empresa de mecanizado CNC de alta precisión llamada Metal Craft Machining. Esto no sólo nos permite ser capaces de mecanizar con tolerancias muy altas las características de las placas de circuito impreso en nuestra propia empresa utilizando nuestro equipo CNC de 3, 4 y 5 ejes, sino que también nos permite mecanizar aluminio y otros metales para unirlos a las placas de circuito impreso, que a menudo son una parte clave de las placas de circuito impreso de RF y microondas. La mayoría de los fabricantes de placas de circuito impreso tienen que subcontratar esta función crítica y están a merced de un proveedor externo en cuanto a calidad y entrega. Aquí, en Epec Engineered Technologies, hemos invertido mucho en nuestro conjunto de equipos para tener la mayor flexibilidad y control sobre la mayoría de nuestros procesos necesarios.
Stock de material de PCB
Con todas las diferentes características de cada aplicación de placas de circuito impreso de radiofrecuencia, hemos desarrollado asociaciones con los principales proveedores de materiales, como Rogers, Arlon, Nelco y Taconic, por nombrar algunos. Aunque muchos de los materiales son muy especializados, mantenemos un importante stock de producto en nuestro almacén de Rogers (series 4003 y 4350) y Arlon. No muchas empresas están preparadas para hacer eso, dado el alto coste que supone tener existencias para poder responder rápidamente.
Las placas de circuito impreso de alta tecnología fabricadas con laminados de alta frecuencia pueden ser difíciles de diseñar debido a la sensibilidad de las señales y a los retos que plantea la gestión de la transferencia térmica en su aplicación. Los mejores materiales para placas de circuito impreso de alta frecuencia tienen una baja conductividad térmica en comparación con el material estándar FR-4 utilizado en las placas de circuito impreso estándar.
Las señales de RF y microondas son muy sensibles al ruido y tienen tolerancias de impedancia mucho más estrictas que las placas de circuito impreso digitales tradicionales. La utilización de planos de tierra y el uso de un radio de curvatura generoso en las trazas de impedancia controlada pueden ayudar a que el diseño funcione de la manera más eficiente.
Dado que la longitud de onda de un circuito depende de la frecuencia y del material, los materiales de las placas de circuito impreso con valores de constante dieléctrica (Dk) más elevados pueden dar lugar a placas de circuito impreso más pequeñas, ya que se pueden utilizar diseños de circuitos miniaturizados para rangos de impedancia y frecuencia específicos. A menudo se combinan laminados de alta Dk (Dk de 6 o superior) con materiales FR-4 de menor coste para crear diseños híbridos multicapa.
Conocer el coeficiente de expansión térmica (CTE), la constante dieléctrica, el coeficiente térmico, el coeficiente de temperatura de la constante dieléctrica (TCDk), el factor de disipación (Df) e incluso elementos como la permitividad relativa y la tangente de pérdida de los materiales de PCB disponibles ayudará al diseñador de PCB de RF a crear un diseño robusto que supere las expectativas requeridas.
Algunos de los diferentes tipos de materiales para PCB de RF con los que trabajamos son:
Compuestos de PTFE rellenos de cerámica, que tienen una estabilidad eléctrica y mecánica excepcional. Los materiales para circuitos de la serie RO3000 de Rogers tienen propiedades mecánicas consistentes, independientemente de la constante dieléctrica (Dk) seleccionada, lo que permite realizar diseños de placas multicapa que utilicen materiales de diferente constante dieléctrica sin encontrar problemas de calentamiento o fiabilidad. La serie de productos Taconic RF tiene un bajo factor de disipación con una alta conductividad térmica posible, por lo que no se oxida, amarillea o muestra una deriva ascendente en la constante dieléctrica y el factor de disipación como sus competidores basados en hidrocarburos.
Material de placa de circuito Megtron 6 con pérdidas ultrabajas, altamente resistente al calor y sin halógenos. Con una alta temperatura de transición vítrea (Tg) y la baja relación de expansión del MEGTRON 6 basado en resinas de hidrocarburos – lo hace ideal para construcciones de interconexión de alta densidad (HDI) y de alta velocidad (por encima de 3 GHz).
Los laminados de PTFE reforzado con fibra de vidrio tejida se fabrican con fibra de vidrio tejida muy ligera y son más estables dimensionalmente que los compuestos de PTFE reforzados con fibra picada. Los materiales de la familia Taconic TL tienen un bajo factor de disipación, lo que resulta perfecto para aplicaciones de radar diseñadas a 77 GHz, así como para otras antenas en frecuencias de ondas milimétricas.
Los laminados cerámicos de hidrocarburo se utilizan en los diseños de microondas y de frecuencias de ondas milimétricas, ya que este material de bajas pérdidas ofrece una mayor facilidad de uso en la fabricación de circuitos y unas propiedades más ágiles que los materiales tradicionales de PTFE. Los productos de la serie RO4000 de Rogers se presentan en una amplia gama de valores DK (2,55-6,15) y tienen una conductividad térmica superior a la media (,6-,8).
Los laminados compuestos de PTFE rellenos (vidrio aleatorio o cerámica), como los materiales para circuitos de alta frecuencia Rogers RT/duroid®, tienen bajas pérdidas eléctricas, baja absorción de humedad y propiedades de baja desgasificación que se prefieren en aplicaciones espaciales.
Los laminados termoestables para microondas combinan un bajo coeficiente térmico de constante dieléctrica (Dk), un coeficiente de expansión térmica ajustado al cobre y una excelente fiabilidad mecánica. Los materiales TMM de Rogers son laminados de alta frecuencia ideales para aplicaciones de líneas de banda y microtiras de alta fiabilidad.
Hay muchos más materiales disponibles, con los que tenemos experiencia, así que, si no ve lo que busca en la lista, envíenos una solicitud para obtener más información y podremos ayudarle a diseñar una placa de circuito impreso de radiofrecuencia o de alta velocidad que cumpla sus requisitos.
Equipo de procesamiento especializado
Gran parte del procesado de las placas de circuito impreso de microondas y radiofrecuencia puede realizarse con equipos de fabricación estándar. Sin embargo, para los diseños más exigentes se requiere un equipo especializado. Hemos invertido significativamente para tener en casa Equipo de grabado por plasma para garantizar que la calidad de los agujeros pasantes sea del más alto nivel. El grabado por plasma utiliza plasmas o gases grabadores para la eliminación de los materiales del sustrato en los agujeros pasantes y para preparar la superficie para el revestimiento. Equipos de imagen directa por láser (LDI) frente a las herramientas más tradicionales de exposición fotográfica, de modo que podemos mantener anchos de trazo muy ajustados y requisitos de registro de adelante hacia atrás. Equipo de perforación láser, que es necesario para muchos de los diferentes materiales, ya que el corte mecánico deja rebabas, afloja el tejido o puede decolorarse debido al calor. Esto también nos permite proporcionar constantemente microvías a nuestros clientes de la más alta calidad.
Capacidades de amplio alcance
Además de las placas de circuito impreso estándar para microondas y radiofrecuencia, nuestras capacidades utilizando laminados de PTFE también incluyen:
- Placas híbridas o de dieléctrico mixto (combinaciones de PTFE/FR-4)
- Placas de circuito impreso con soporte metálico y núcleo metálico
- Placas con cavidades (mecánicas y perforadas con láser)
- Revestimiento de bordes
- Constelaciones
- Placas de circuito impreso de gran formato
- Registro de anverso a reverso de los núcleos grabados hasta +/-.002″.
- Tolerancia de +/- 0,001″ en las características grabadas para el cobre de 1 onza sin revestimiento
- Vías ciegas/enterradas, vías en placa, microvías, vías apiladas y vías láser
- Chapado de oro suave y ENEPIG
- Laminación secuencial
CÓMO EVITAR PROBLEMAS EN EL DISEÑO DE PLACAS DE CIRCUITO IMPRESO DE RF Y MICROONDAS
Las placas de circuito impreso de RF y microondas con laminados de alta frecuencia pueden ser difíciles de diseñar debido a la sensibilidad de las señales, especialmente en comparación con otras señales digitales.
- A continuación, le indicamos algunos aspectos que debe tener en cuenta para garantizar que su diseño sea eficiente y minimice el riesgo de fallos, interrupciones de la señal y otras intrusiones.
- Las señales de RF y microondas son muy sensibles al ruido, mucho más que las señales digitales de muy alta velocidad. Eso significa que tendrá que trabajar para minimizar el ruido, el timbre y las reflexiones, a la vez que trata todo el sistema con cuidado.
- Las señales de retorno toman el camino de menor inductancia – los planos de tierra debajo de su señal harán más fácil garantizar este camino.
- La adaptación de la impedancia es importante. A medida que las frecuencias de RF y de microondas aumentan, la tolerancia se reduce. A menudo, su conductor de PCB tendrá que fijarse, por ejemplo, en 50 ohmios, y eso significa 50 ohmios fuera del conductor, durante la transmisión y el envío al receptor.
- Las líneas de transmisión que se doblan debido a las restricciones de enrutamiento deben utilizar un radio de curvatura que sea al menos tres veces mayor que el ancho del conductor central. Esto minimizará la impedancia característica.
- Hay que minimizar las pérdidas de retorno, ya sean causadas por la reflexión de la señal o por el timbre. Siempre se encontrará una vía de retorno, pero su diseño debe guiarla y evitar el sangrado del retorno a través de las numerosas capas de la placa de circuito impreso.
USO DE LAMINADOS DE ALTA FRECUENCIA
Los materiales laminados utilizados en la fabricación de placas de circuito impreso de RF añaden una capa de seguridad y protección para todo su equipo. Estos materiales pueden ayudar a su equipo con los tres tipos comunes de transferencia de calor: conducción, convección y radiación.
- La gestión térmica es una de las principales preocupaciones para todas las aplicaciones de placas de circuito impreso en cualquier industria, pero especialmente en los casos en los que se utilizan altas frecuencias.
- Encontrar el laminado de alta frecuencia adecuado para su placa de circuito impreso requiere descubrir una amplia gama de características y determinar cómo combinarlas en una sola imagen. Es un rompecabezas complejo en el que hay que determinar las compensaciones entre múltiples opciones y casos de uso.
- Debe elegir sus laminados para placas de circuito impreso de alta frecuencia en función de lo bien que se adapten a sus aplicaciones, prestando especial atención a algunas características importantes:
- Coeficiente de expansión térmica (CTE)
- Constante dieléctrica (Dk) y su coeficiente térmico
- Perfil de la superficie del cobre/material más suave
- Conductividad térmica
- Espesor
- Flexibilidad para circuitos conformados
