高周波FR4 PCB

データシート

• モデル: 高周波 PCB
  

• 材質：高周波PCB材料

• 品質規格：IPC 6012 クラス2
  

• 高周波PCB dk: 2.0 -1.6
  
• 層: 1 層 PCB-36 層 PCB
  
• Thickness:0.254mm-12mm
  
• 銅の厚さ: ベース銅 0.5 オンス/1 オンス
  
• 表面技術: シルバー、ゴールド、OSP
  
• 特殊加工：混合材、段付き溝
  
• アプリケーション: 高周波 PCB、マイクロストリップ アンテナ
  
  
  

なぜ高周波PCBが必要なのでしょうか?

電子回路は高周波では全く異なる動作をします。これは主に、受動部品 (抵抗、インダクタ、コンデンサ) の動作の変化によるものです。

また、以下のものにも寄生効果があります。: 

• 有効成分
  

• PCB トラック

• 接地パターン
  

信号はノイズの影響を受けやすく、従来の回路基板と比較してインピーダンス許容差がはるかに厳しくなります。 2 つの物体間の信号は、高周波によって引き起こされるノイズにより常に中断されます。これにはより多くのエネルギーが必要となるため、同じ振幅のより高い周波数の波はより低い周波数の波よりも多くのエネルギーを持ちます。

高周波PCBの材料選択

高周波PCB基板の製造には、高速信号を与える特殊な材料が必要です。資料の一部は以下の通りです:

• Rogers 4350B HF: FR4 と同様に、この材料も製造コストが低くなります。寸法安定性にも優れています。

• Taconic TLX: この材料は PTFE グラスファイバーで構成されており、物理的に安定した材料であり、最高の熱的、機械的、電気的特性を提供します。ただし、唯一の問題は製造が難しいことです。
  
• Taconic RF-35 セラミック: これは、セラミック充填 PTFE とガラスで作られた低コストの材料です。製造が簡単ですが、適度な剥離強度、完璧な電気的性能、低消費電力を備えています。
  
• Rogers RO3001: 比較的誘電率の低い接合膜で構成されています。耐薬品性や耐高温性にも優れています。
  
• ARLON 85N: ARLON 85N は非常に高い熱抵抗を持っています。純粋なポリアミド樹脂で作られています。
  

さまざまな高周波PCB材料の特性

• 高周波FR-4基板

  特長：規格FR-4をベースに、誘電率（Dk）3.8～4.5、誘電正接（Df）0.015～0.025、耐熱性に優れた（Tg≧170℃）変性樹脂を採用した材料です。コストは標準の FR-4 より 20% ～ 30% 高いだけです。 

  アプリケーション: WiFi 6 ルーターや 4G 基地局周辺モジュールなど、中帯域および低帯域周波数の高周波デバイス。

• ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) PCB

  特徴: 極めて低い Dk (2.0 ～ 2.3)、極めて低い Df (0.001 ～ 0.003)、信号損失が事実上最小限に抑えられています。耐熱温度は-260℃～260℃です。ただし、加工が難しくコストが高くなります（高周波FR-4の3～5倍）。 

  用途：5Gミリ波基地局、衛星通信、レーダー装置などの超高周波・高精度アプリケーション。

• 炭化水素樹脂PCB
  
  特長：Dk 3.0～3.5、Df 0.003～0.008、PTFEと高周波用FR-4の中間の性能、良好な加工性（通常のFR-4と同様に穴あけ加工可能）、PTFEより40％低コスト。 
  用途：5Gマクロ基地局、光モジュール、ハイエンドルーターなど。
• ポリフェニレンオキサイド (PPE/PPO) PCB
  
  特徴：Dk 2.4～3.0、Df 0.005～0.01、耐湿性に優れ、炭化水素樹脂よりコストが20％低いが、耐熱性（Tg 120～150℃）が若干低い。 
  用途：スマートフォンの5G RFコンポーネントやドローン画像伝送モジュールなどの家電向け高周波モジュール。
• セラミック充填PCB
  
  特徴: 安定した Dk (2.5 ～ 6.0 に調整可能) と低い温度係数 (≤50ppm/°C) により、正確なインピーダンス制御が必要なアプリケーションに適しています。ただし、この材料は脆くて重い場合があります。 
  アプリケーション: 車載レーダー (77GHz)、産業用 IoT ゲートウェイ。

応用

高周波 PCB は常に次の用途に使用されます。

• 自動車用レーダーシステム
  

• 全地球測位衛星アンテナ
  

• 携帯電話通信システム – パワーアンプとアンテナ
  
• 直接放送衛星
  
• Eバンドポイントツーポイントマイクロ波リンク
  
• RF ID (RFID) タグ
  
• 航空機および地上のレーダー システム
  
• ミリ波アプリケーション
  
• ミサイル誘導システム
  
• 宇宙衛星トランシーバー
  

高周波PCB基板の主な材料は高周波銅張積層板であり、その主な要件は、低誘電率(DK)と低誘電損失率(DF)であることです。より低い Dk と Df を確保することに加えて、Dk パラメータの一貫性も PCB 基板の品質を測定する重要な要素の 1 つです。さらに、もう 1 つの重要なパラメータは、PCB 基板のインピーダンス特性およびその他の物理的特性です。

使用するメリット 

高周波 PCB が科学の世界、そしてエレクトロニクス全般で広く使用されている理由は、高周波 PCB に多くの利点があるためです。そのうちのいくつかは次のとおりです

• コストが適度に低い。したがって、大量生産が可能です

• 再利用可能。したがって、複数回利用することができます
  
• 耐久性が高いため、回路の保存寿命が長くなります。
  
• コンパクトサイズなのでワイヤーの無駄が少なくなります。
  
• 上記の根拠のある要素が、電子・電気回路の実行に確実性をもたらす理由です。