高周波PCB材料：5G、RF、マイクロ波アプリケーションに最適な材料の選び方

高周波電子機器では,1 GHz以上で信号が伝わる場合,材料の選択は単なる細かいことではなく,性能の基礎です.衛星トランシーバー適切なPCB材料が信号の整合性,範囲,信頼性に直接影響します. 間違った選択をすると,過剰な信号損失,熱障害,または不一致な性能に直面します.このガイドは,高周波PCB材料の選択における重要な要因を分解しています.選択を簡単にするための並列比較です

高周波 PCB 材料 を 定義 する 重要な 特質
高周波信号 (1 GHz+) は低速信号とは異なる振る舞いをします.抵抗,熱,およびPCB基板の微小な変化に敏感です.材料を選択する際には,この非売買物件に集中する:

介電常数 (Dk): 材料が電力をどれだけ蓄えているかを測定する.高周波では安定し,低Dkは重大な変化 (±0.0でも).2) インピーダンスの不一致と信号反射を引き起こす.
損失タンジェント (Df):熱として失われたエネルギーを示します.Dfを下回る = 損失が少なく,遠距離信号 (例えば5Gタワー) に不可欠です.
熱伝導性:高周波回路は熱を生成し,良好な熱伝送 (≥0.5 W/m·K) を有する材料は過熱を防止する.
湿度耐性:水はDkとDfを増加させる.低水吸収率 (<0.1%) の材料は湿った環境でよりよく機能する.

高周波PCB製造のためのトップ材料
すべての基板は等しく作られていません.最も一般的な高周波材料の積み重ねはこうです:

プロジェクト に ぴったり な 材料 を 選ぶ こと
この枠組みに従って,材料とアプリケーションを組み合わせます.

1周波数要求から始めます
a.<2 GHz:標準FR-4は,コストに敏感な設計 (例えば消費者向けルーター) に適用される.
b.2~6 GHz (5Gサブ-6): ロジャース RO4350Bは性能とコストをバランスする.
c.24+ GHz (mmWave/radar): PTFEまたはIsola I-Tera MTは,超高周波での損失を最小限に抑える.

2環境条件の要因
a.屋外環境/厳しい環境:雨/湿度のDkシフトを避けるために,低水吸収 (例えば,ロジャースRO4350B,PTFE) を優先する.
b.高温設定 (例えば,自動車エンジンのスペース):Tg (ガラスの移行温度) >150°Cの材料を選択する (例えば,Isola I-Tera MT).

3. バランスパフォーマンスとコスト
PTFEは最も低コストですが FR4より3倍5倍高いものです.プロトタイプや低容量プロジェクトでは,ロジャース RO4350Bがスウィートスポットに当たります.量産5Gモジュールでは,ネルコ N4000-13Eは信頼性を維持しながら単位コストを削減します.

4製造の互換性を確保する
高周波材料 (PTFEなど) のいくつかは,特殊な製造を必要とする.

a. 狭い許容量のためのレーザードリリング.
(b) 歪みを避けるために制御されたラミネーション.
c.細い痕跡のために薄銅 (1/2オンス) と互換性がある.

選択した材料で経験豊富な製造者と連携して作業します

避ける べき 一般 的 な 間違い
a.Dk安定性を無視する:Dkが良好だが変動が大きい (例えば,±0.5) 材料はインピーダンスの問題を引き起こします.Dk容量 (±0.2) を優先してください.
b.熱管理を無視する:高Df材料 (例えば,標準FR-4 6GHzで) は過剰な熱を生成する.それらを散熱器と組み合わせるか,低Df代替品に切り替える.
c.コストのみに基づいて選択:材料の10%節約により,フィールド試験における失敗率は50%高くなり,再加工コストは高くなります.

結論
高周波PCB材料の選択は,実用的な制約と性能ニーズを合わせることにある. 5G,レーダー,またはマイクロ波設計では,低Dk,低Df,環境安定性を優先する.比較表を使用してオプションを評価します.互換性を確保するために,早期に製造者と協力します.

適切な素材は信号損失を防ぐだけでなく 高周波設計の全可能性を解放します