Untuk menentukan apakah suatu produk harus menggunakan papan frekuensi tinggi, kriteria intinya adalah tiga indikator keras: frekuensi sinyal, toleransi kehilangan tautan, dan persyaratan konsistensi impedansi. Ketika biasapapan fr4dapat memenuhi persyaratan, tidak perlu memilih papan frekuensi tinggi, jika tidak maka hanya akan menambah biaya dan kesulitan proses.
Empat skenario inti yang memerlukan penggunaanpapan frekuensi tinggi
Frekuensi sinyal Lebih besar dari atau sama dengan 1GHz: Kehilangan dielektrik fr4 biasa meningkat tajam di atas 1GHz, dan nilai Df adalah 5-20 kali lipat dari papan frekuensi tinggi. Redaman sinyal sangat parah dan tidak dapat ditransmisikan secara normal. Skenario umum mencakup radar gelombang milimeter 77GHz yang dipasang di kendaraan, modul RF stasiun pangkalan 5G/6G, dan antena array bertahap komunikasi satelit, di mana papan frekuensi tinggi adalah satu-satunya pilihan yang layak.
Persyaratan kehilangan penyisipan tautan sangat rendah: Ketika produk memiliki persyaratan ketat untuk jarak transmisi dan kekuatan sinyal, seperti peralatan transmisi titik-ke-titik gelombang mikro, filter RF, amplifier frekuensi tinggi, karakteristik Df rendah pada papan frekuensi-tinggi dapat mengontrol kehilangan sinyal dalam 1/10 dari papan biasa, sehingga menghindari sinyal "dimakan" sepenuhnya selama transmisi.
Toleransi kontrol impedansi Kurang dari atau sama dengan ± 5%: Sistem RF memerlukan impedansi kontinu seluruh tautan (seperti ujung tunggal 50 Ω, diferensial 100 Ω), dan toleransi nilai Dk pada papan frekuensi tinggi dapat dikontrol dalam ± 0,05, yang jauh lebih baik daripada fluktuasi ± 0,5 atau lebih untuk fr4 biasa. Hal ini dapat memastikan bahwa impedansi tidak menyimpang, menghindari masalah seperti pantulan sinyal, rasio gelombang berdiri yang melebihi standar, dan penurunan efisiensi antena.
Performa stabil di lingkungan ekstrem: Produk perlu bekerja dalam waktu lama dalam rentang suhu -40 derajat ~150 derajat dan lingkungan dengan kelembapan tinggi, dan performa kelistrikan tidak dapat berfluktuasi secara signifikan sesuai suhu dan kelembapan. Dk papan frekuensi tinggi berubah kurang dari 2% terhadap suhu, yang jauh lebih baik daripada fr4 biasa, memastikan keandalan peralatan dalam kondisi kerja yang keras.
Tidak perlu menggunakan papan frekuensi tinggi di tempat kejadian
Frekuensi sinyal di bawah 500MHz, hanya digunakan untuk catu daya biasa dan transmisi sinyal digital berkecepatan rendah. Kinerja papan FR-4 biasa sepenuhnya memenuhi persyaratan;
Produk tersebut termasuk dalam kategori sensitif terhadap biaya seperti elektronik konsumen, dan biaya bahan papan frekuensi tinggi adalah 5-10 kali lipat dari papan biasa, yang akan secara signifikan menekan margin keuntungan;
Tanpa simulasi dan peralatan pengujian frekuensi tinggi yang profesional (seperti penganalisis jaringan vektor), mustahil menyelesaikan verifikasi parameter frekuensi tinggi, dan juga sulit memanfaatkan keunggulan kinerjanya dengan menggunakan papan frekuensi tinggi secara paksa.
Skenario transisi yang memungkinkan adanya kompromi dalam pemilihan
Banyak sirkuit hibrid-kecepatan menengah dan rendah tidak memerlukan papan frekuensi tinggi untuk seluruh papan, dan dapat mengadopsi skema tegangan campuran lapisan frekuensi-tinggi lokal-: hanya menggunakan Rogers dan material-frekuensi tinggi lainnya pada lapisan atas perutean sinyal RF, sambil tetap mempertahankan FR-4 biasa untuk lapisan digital dan daya lainnya. Hal ini tidak hanya memenuhi persyaratan kerugian rendah pada bagian frekuensi tinggi, namun juga mengurangi biaya keseluruhan lebih dari 40%. Saat ini, hal ini menjadi ide pemilihan utama untuk stasiun pangkalan mikro 5G, modul optik berkecepatan tinggi, dan produk lainnya.
papan fr4, papan frekuensi tinggi