PCB de alta frecuencia

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Fabricante de PCB de alta frecuencia en el que puede confiar

PCBAndAssembly fabrica placas de circuitos impresos de alta frecuencia utilizando laminados de baja pérdida, cobre fresado con precisión y apilamientos de RF con impedancia adaptada para admitir la transmisión de señales de clase GHz a través de sistemas complejos de RF y microondas.

Utilizamos materiales con relleno de PTFE, hidrocarburos y cerámica, incluyendo laminados Rogers RO4350B, RO3003, RO3010, Rogers, Taconic y Arlon, para ofrecer un rendimiento de frecuencia de hasta 77 GHz. Cada circuito impreso se diseña con una impedancia objetivo de ±10 % y se optimiza para minimizar la deriva de la constante dieléctrica bajo carga térmica.

Nuestro proceso de fabricación admite pistas/espacios de 1.8 mil, vías ciegas, laminados de alta frecuencia y lámina de cobre lisa para reducir la atenuación de la señal a altas frecuencias. El proceso admite la fabricación de PCB de alta frecuencia con hasta 64 capas, pistas/espacios de 1.8 mil y vías perforadas con láser de 3 mil con alineación de rayos X de precisión para diseños de RF/microondas. Las placas se fabrican con pesos de cobre de 0.5 oz a 2 oz y control del espesor dieléctrico hasta 75 μm. Los acabados superficiales incluyen ENIG, plata de inmersión y OSP para una conexión fiable de las almohadillas de RF.

Cada placa se somete a inspección óptica automatizada (AOI), alineación por registro de rayos X, pruebas eléctricas y verificación de impedancia con cupones de prueba. Estas placas de circuito impreso de radiofrecuencia (RF PCB) son ideales para aplicaciones de radiofrecuencia, frontales de radar y ondas milimétricas donde la precisión de fase, el bajo factor de retardo (Df) y la alta integridad de la señal son esenciales.

¿Qué es la PCB de alta frecuencia?

Las placas de circuito impreso de alta frecuencia están diseñadas para transmitir señales por encima de 1 GHz con mínimas pérdidas, distorsiones o reflexiones. Estas placas de RF utilizan laminados de baja constante dieléctrica (Dk) y baja pérdida dieléctrica (Df), como RO4350B, RO3010 y PTFE, para mantener la precisión de la impedancia y minimizar las pérdidas de inserción en rangos de frecuencia de GHz.

Se requiere un control preciso del espesor del dieléctrico, la rugosidad del cobre y el ancho de las pistas para lograr una impedancia constante y evitar la degradación de la señal. A diferencia de las placas de circuito impreso FR4 estándar, los diseños de alta frecuencia utilizan materiales diseñados con constantes dieléctricas estables en todo el rango de temperaturas y frecuencias para minimizar el retardo de fase y la dispersión de la señal.

Los fabricantes de placas de circuito impreso de alta frecuencia fabrican estas placas para sistemas de radiofrecuencia y microondas, como radares, antenas, receptores de satélite y circuitos de ondas milimétricas, donde se requiere integridad de la señal y un rendimiento de frecuencia constante.

PCB de alta frecuencia

Parámetros a considerar para el diseño de PCB de alta frecuencia:

Rango de frecuencia: Las placas de circuito impreso de alta frecuencia suelen operar por encima de 1 GHz, con aplicaciones en sistemas de radar, equipos militares, industria aeroespacial, telecomunicaciones y sistemas digitales de alta velocidad.

Constante dieléctrica (Dk): La constante dieléctrica del material de la placa de circuito impreso (PCB) afecta la velocidad de propagación de las señales. Se prefieren valores de Dk bajos para aplicaciones de alta frecuencia, ya que minimizan la distorsión de la señal y garantizan una transmisión precisa.

Factor de disipación (Df): Df representa la pérdida de energía de la señal a medida que viaja a través del material de la placa de circuito impreso (PCB). Se prefieren valores de Df bajos para PCB de alta frecuencia, ya que reducen la atenuación de la señal y mantienen su integridad.

Coeficiente de expansión térmica (CTE): El CTE es crucial para las placas de circuito impreso de alta frecuencia, ya que influye en la estabilidad de las dimensiones de la placa ante variaciones de temperatura. Los materiales con bajo CTE ayudan a prevenir problemas como la deformación o la deslaminación.

Integridad de la señal: Los diseños de PCB de alta frecuencia deben minimizar las reflexiones de la señal, la diafonía y la interferencia electromagnética (EMI) para preservar la calidad y la fiabilidad de la señal.

Una PCB de alta frecuencia requiere el uso de materiales especializados

Se requieren materiales especiales para lograr la alta frecuencia proporcionada por este tipo de placa de circuito impreso; cualquier cambio en el valor Er de estos materiales puede afectar la impedancia de la placa. Muchos diseñadores de PCB recurren al material dieléctrico de Rogers por su menor pérdida dieléctrica, menor pérdida de señal, menor costo de fabricación de circuitos y mejor idoneidad para aplicaciones de creación de prototipos de respuesta rápida.

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PCBAndAssembly es un experimentado fabricante de PCB de servicio completo que brinda servicios de fabricación de PCB de alta frecuencia, confiables y de rendimiento superior.

Fabricamos PCB de alta frecuencia con una frecuencia típicamente en el rango de 500MHz a 2GHz. La siguiente tabla muestra algunos de nuestros materiales de uso común para la fabricación de PCB de alta frecuencia.

Material Constante dieléctrica
RO4350B 3.48 ± 0.05 a 10 GHz
RO4003C 3.38±@10GHz
Ro3003 3.00 ± 0.04 a 10 GHz
Ro3010 10.2 ± 0.03 a 10 GHz
RT5880 2.20 ± 0.02 a 10 GHz

Compruebe nuestras capacidades consultando la tabla que se encuentra a continuación:

Elemento Capacidad
Grado de calidad Estándar IPC 2
Número de capas 2 - 24 capas
ordene la cantidad 1pc - 10000 + piezas
Tiempo de construcción 2 días - 5 semanas
Material RO4003C, RO4350B, Ro3003, Ro3010, RT5880
PP Rogers 4450F, Nacional-(25FR), Nacional-(RF-27), Nacional-(6700)
Tamaño del tablero Mínimo 6 mm x 6 mm | Máximo 457 mm x 610 mm
Espesor del tablero 0.4 mm – 5.0 mm
Peso de cobre (terminado) 0.5 onzas – 2 onzas
Seguimiento / espaciado mínimo 3mil / 3mil
Lados de la máscara de soldadura Según el archivo
Color de la máscara de soldadura Verde, blanco, azul, negro, rojo, amarillo
Lados de serigrafía Según el archivo
Color de la serigrafía Blanco, negro, amarillo
Acabado de la superficie Níquel electrolítico/oro por inmersión (ENIG) – RoHS
Plata de inmersión – RoHS
Estaño de inmersión – RoHS
Conservantes de soldabilidad orgánicos – RoHS
Anillo anular mínimo 4 mil
Diámetro mínimo del orificio de perforación 6 mil
Tolerancia de impedancia ± 10%
Otras técnicas Máscara de soldadura pelable
Dedos de oro
aceite de carbono
Agujeros avellanados
PCB de alta frecuencia

Configuraciones de capas compatibles con RF (de 2 a 64 capas)

Fabricamos placas de circuito impreso multicapa de alta frecuencia utilizando apilamientos simétricos e híbridos, incluyendo configuraciones de microcinta y de línea de transmisión.

Las capas dieléctricas se laminan mediante ciclos de flujo de resina controlados por preimpregnados y prensado al vacío, manteniendo una precisión de registro entre capas de ±25 µm y una tolerancia de espesor dieléctrico de ±10%.

Estas construcciones permiten el enrutamiento de circuitos de alta frecuencia con impedancia estable en amplios rangos de radiofrecuencia.

Capacidad Especificación
Tiempo de construcción 2 días a 5 semanas
Volumen de pedido De 1 pieza (prototipo) a más de 10,000 piezas.
Escalabilidad organizacional Permite desde la creación de prototipos hasta la producción en masa.
Factores del tiempo de entrega En función de la complejidad del tablero, el material y el acabado.
Estándar ISO 9001, ISO 13485, ISO 14001, IATF 16949, IPC-A-610H, UL
Prueba Prueba eléctrica, inspección visual, inspección AOI, rayos X, microscopio 3D, ICT, prueba de alto voltaje, prueba de control de impedancia, microsección, capacidad de soldadura, prueba de estrés térmico, prueba de choque

Nuestras placas de circuitos de alta frecuencia admiten anchos y espaciamientos de pista mínimos de hasta 1.8 milésimas de pulgada mediante la técnica de imagen directa por láser (LDI) para la creación de patrones de fotorresina. 

Esta resolución permite un enrutamiento de RF denso, manteniendo una impedancia controlada con una desviación de ±10 % en líneas diferenciales de 50 Ω y 100 Ω. 

La rugosidad del cobre se reduce mediante opciones de cobre laminado o con tratamiento inverso para minimizar la pérdida de inserción por encima de 10 GHz.

Admitimos la perforación mecánica de vías de hasta 0.08 mm y la microperforación láser de hasta 3 milésimas de pulgada (0.075 mm), con soporte para capas de vías ciegas y enterradas en configuraciones de apilamiento 1+n+1 y 2+n+2. 

En las capas de señal de RF, la perforación posterior elimina los segmentos de vía no utilizados de hasta 16 milésimas de pulgada de profundidad, lo que reduce la reflexión y mejora la pérdida de inserción en frecuencias superiores a 6 GHz. 

Dependiendo de la configuración de los paneles, se pueden lograr relaciones de aspecto de hasta 40:1.

Suministramos y laminamos Rogers RO4350B, RO3003 y RO3010; Taconic TLX y RF-35; y Arlon 85N. 

Estos materiales ofrecen valores de Dk entre 2.2 y 10.2 y Df tan bajos como 0.0013, con coeficientes de dilatación térmica en el eje z inferiores a 40 ppm/°C y una conductividad térmica de 0.20 a 0.95 W/m·K. 

La selección del material se guía por el rango de frecuencia específico, la impedancia objetivo y el perfil de carga térmica. 

Cada configuración de capas de PCB de alta frecuencia se modela utilizando Polar SI9000 o herramientas de resolución de campos equivalentes con parámetros dieléctricos y de cobre específicos. 

Las muestras de prueba se panelizan y se someten a pruebas de impedancia mediante reflectometría en el dominio del tiempo (TDR) para confirmar una precisión de ±10 %. 

Admitimos estructuras de prueba de impedancia tanto de terminación simple como diferencial en las capas de señales de alta velocidad y de radiofrecuencia.

Admitimos formatos de paneles PCB desde 2 mm × 5 mm hasta 22.5 × 47.2 pulgadas. El grosor de las placas terminadas varía de 0.1 mm a 12 mm, con una tolerancia de ±10 % en todas las configuraciones. 

Las opciones de gramaje del cobre incluyen 0.5 oz, 1 oz y 2 oz de acabado por capa, con una rugosidad superficial controlada para reducir la pérdida dieléctrica en las capas sensibles a la frecuencia.

PCBAndAssembly ofrece ENIG (Níquel químico con inmersión en oro) para una metalización estable de las almohadillas de RF, así como estaño por inmersión, plata por inmersión y OSP, todos ellos conformes con la normativa RoHS.

Para los contactos de los conectores y las interfaces de lanzamiento de borde, se ofrecen chapados en oro duro y chapados en oro para los dedos. Se admiten máscaras de soldadura despegables e impresión con tinta de carbono para las almohadillas de los interruptores y los circuitos de matriz de teclado que operan a baja frecuencia.

Nuestras líneas de producción permiten fabricar prototipos de bajo volumen (de 1 a 10 unidades) con plazos de entrega de tan solo 48 horas para configuraciones estándar y materiales en stock. 

La producción de alto volumen (más de 10,000 piezas) cuenta con procesamiento panelizado, registro por rayos X, inspección óptica automatizada en línea y pruebas eléctricas al 100 %. 

Se ofrece el ensamblaje llave en mano de placas de circuito impreso para aplicaciones de radiofrecuencia cualificadas, incluidos los conjuntos de chips de radiofrecuencia montados en BGA y QFN.

Propiedades de los materiales de alta frecuencia

Material ARLÓN 85N Rogers 4350B Roger RO3003 Roger RO3010 Tacónico TLX
Tg (° C) 250 280 - - -
CTE-z (ppm/°C) 55 32 25 16 135
Resistencia al pelado (N/mm) 1.2 0.9 1.2 1.6 2.1
Temperatura de transición vítrea (°C) 387 390 500 500 -
Dk (@10GHz) 4.2 3.5 3.0 10.0 2.5
Tangente de pérdida 0.0100 0.0037 0.0013 0.0022 0.0019
Cond. térmica (W/m·K) 0.20 0.69 0.50 0.95 0.19
Resistividad superficial (MΩ) 1.6 × 10⁹ 5.7 × 10⁹ 1 × 10⁵ 1 × 10⁵ 1 × 10⁷
Rigidez dieléctrica (kV/mm) 73 31 - - -

Preguntas frecuentes del fabricante de placas de circuito impreso de alta frecuencia

El diseño de una placa de circuito impreso de alta frecuencia requiere pistas con impedancia controlada, longitudes de pista reducidas y propiedades dieléctricas uniformes entre capas. Utilice configuraciones de microcinta o línea de transmisión para una transmisión de frecuencia predecible, aplique un ancho y espaciado de pista reducidos (por ejemplo, 3 mil / 3 mil) y evite las curvas de 90 grados que provocan reflexión de la señal. 

Mantenga rutas de retorno despejadas, aísle las redes de alta velocidad y utilice planos de tierra para reducir la interferencia electromagnética y la diafonía. Minimice el número de vías y siga las directrices de diseño de PCB validadas, específicas para los rangos de frecuencia de radiofrecuencia.

Entre los desafíos comunes para los fabricantes de PCB de alta frecuencia se incluyen la rugosidad de la lámina de cobre, que aumenta la pérdida de inserción; la máscara de soldadura con un alto factor de disipación, que añade pérdida dieléctrica; y las reflexiones de los stubs de vía en las capas de RF de alta velocidad.

La inestabilidad dimensional y la expansión térmica también pueden modificar los valores de impedancia. Para solucionar estos problemas se requieren superficies de cobre más lisas, máscara de soldadura de baja pérdida, vías perforadas en la parte posterior y laminados térmicamente estables como Rogers RO3003 o Arlon 85N.

La fabricación controlada de placas de circuito impreso, las pruebas de impedancia verificadas y el registro preciso de las capas son esenciales para el rendimiento en frecuencias de microondas.

La selección depende del rango de frecuencia, la constante dieléctrica (Dk), el factor de disipación (Df), el rendimiento térmico y el costo. Los materiales a base de PTFE ofrecen una excelente integridad de la señal por encima de 10 GHz, mientras que las mezclas de hidrocarburos y cerámica, como el RO4350B, logran un equilibrio entre rendimiento y facilidad de fabricación. 

Para aplicaciones de baja frecuencia, inferiores a 6 GHz, Isola IS620 o Taconic TLX pueden ser suficientes. Durante el proceso de diseño de la placa de circuito impreso, siempre se deben tener en cuenta el coeficiente de dilatación térmica, la resistencia a la humedad y la disponibilidad del laminado.

Sí, ofrecemos revisiones DFM y asesoramiento de ingeniería para el diseño de PCB, modelado de impedancia, planificación de apilamiento y selección de materiales. Nuestro equipo le asesorará sobre la geometría de las pistas, la estructura de capas y las estrategias térmicas para optimizar el rendimiento de frecuencia y la capacidad de fabricación de su diseño de PCB de RF.

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