PCB뉴스 - 고주파 회로기판이란?

고주파 회로의 개념:

고주파 회로는 전자기파 주파수가 더 높은 특수 회로 기판을 말합니다. 고주파(주파수 300MHZ 이상 또는 파장 1m 미만) 및 마이크로파(주파수 3GHZ 이상 또는 파장 0.1m 미만) 분야에 사용됩니다. ). 일반적인 단단한 회로 기판의 제조 공정 일부를 사용하거나 특수한 가공 방법을 사용하여 구리판에 제작된 회로 기판.

PCB의 신호 빈도가 증가함에 따라 PCB 소재에 대한 성능 요구 사항도 높아지고 있습니다. 보드 재료는 뛰어난 전기적 특성과 양호한 화학적 안정성을 가져야 하며, 신호 주파수가 증가함에 따라 PCB의 손실은 매우 작아야 합니다.

고주파 PCB의 특징은 다음과 같습니다.

1. DK는 작고 충분히 안정적이어야 합니다. 보통 작을수록 좋습니다. 높은 DK는 신호 전송 지연을 일으킬 수 있습니다.

2. DF는 매우 작아야 하며, 이는 주로 신호 전송 품질에 영향을 미칩니다. 더 작은 DF는 그에 따라 신호 손실을 줄일 수 있습니다.

3. 열팽창 계수는 구리 호일의 열팽창 계수와 가능한 한 비슷해야 합니다. 그 차이로 인해 더위와 추위 변화 시 구리 호일이 분리됩니다.

4. 습한 환경에서는 물 흡수율이 낮아야 합니다. 물 흡수율이 높으면 DK와 DF에 영향을 미칩니다.

5. 내열성, 내화학성, 내충격성, 내박리성이 좋아야 합니다.

고주파 PCB와 고속 PCB의 차이점

고주파 회로 기판에 대해 논의할 때 사람들은 종종 이를 고속 PCB와 연관시키지만 사실 고주파와 고속은 직접적인 관련이 없습니다. 이 둘은 완전히 다른 개념으로, 회로 기판 설계에 동시에 또는 별도로 적용될 수 있습니다. 

몇 가지 주요 차이점은 다음과 같습니다.

1. 주요 개념

고속 PCB는 고속(비트/초 또는 바이트/초로 측정)으로 디지털 신호를 수신하거나 처리할 수 있는 회로 기판을 말합니다. 일반적으로 신호 전송 시간과 상승 시간의 비율이 1보다 클 경우 신호 전송이 고속이라고 볼 수 있습니다.

고주파 PCB는 아날로그 또는 무선 주파수 신호를 고주파(s-1 또는 Hz로 측정)로 전파할 수 있는 회로 기판을 말합니다. 앞서 언급했듯이 50MHz 이상의 신호는 일반적으로 고주파 신호라고 할 수 있습니다.

2. 재료

고주파 PCB 소재: 고주파 PCB는 일반적으로 유전율(Dk)과 유전 손실(Df)이 낮은 특수 소재를 사용하는데, 예를 들어 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), 세라믹, IMS(절연 금속 기판) 등이 있습니다. 이러한 소재는 고주파 신호 전송 중 신호 손실과 왜곡을 줄일 수 있습니다.

고속 PCB 소재: 고속 PCB는 일반적으로 FR4와 같은 표준 PCB 소재를 사용하지만, 일부는 신호 전송 품질을 개선하기 위해 특정 고속 소재를 사용하기도 합니다. 고속 PCB의 재료는 재료의 유전율 안정성과 전송 특성에 초점을 맞춥니다. 특히 고주파수에서 재료의 유전율은 신호의 전송 속도와 신호 품질에 영향을 미칩니다.

3. 디자인 문제

고주파 PCB 설계 과정에서는 신호 손실, 임피던스 정합, 크로스토크와 같은 문제에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 이는 고주파 신호 전송의 품질과 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다. 고속 인쇄 회로 기판을 설계하려면 신호 반사 문제를 피하고 신호 무결성과 안정성을 보장하기 위해 올바른 종단 및 라우팅에 주의해야 합니다.

고주파 PCB와 고속 PCB는 신호 전송 품질, 임피던스 정합 등의 이슈에 주의해야 하는 등 일부 측면에서 중복되는 부분이 있지만, 주요 차이점은 신호 주파수 범위, 설계 요구사항, 적용 분야 등에 있다. 고주파 PCB는 고주파 아날로그 신호의 손실과 간섭을 처리하는 데 더 중점을 두는 반면, 고속 PCB는 디지털 신호의 무결성과 타이밍 제어에 중점을 둡니다. 특정 응용 분야의 요구 사항에 따라 올바른 유형의 회로 기판을 선택하는 것은 장비의 안정성과 성능을 보장하는 데 중요합니다.

고주파 회로기판의 응용분야

통신 산업: 고주파 회로 기판은 5G 통신, 무선 네트워크, 위성 통신, 레이더 시스템에 널리 사용됩니다.

의료 장비: 의료 영상 장비(MRI, CT 스캐너 등) 및 진단 장비에 고주파 회로 기판을 적용하면 신호 처리 기능을 향상시키고 영상의 선명도와 정확성을 보장할 수 있습니다.

자동차 전자장치: 스마트카의 발달로 인해 고주파 회로 기판은 차량 장착 레이더 시스템, 차량 장착 통신 시스템 등에도 널리 사용되고 있으며, 이는 자동차가 자동 주행, 원격 모니터링과 같은 고급 기능을 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

군사 및 항공우주: 고주파 회로 기판은 레이더, 위성 통신, 항법 시스템 등 군사 및 항공우주 장비에서 중요한 역할을 합니다. 이들은 고주파 신호를 처리할 수 있어 장비의 정확성과 신뢰성을 보장합니다.

가전제품: 고주파 회로 기판은 스마트폰, 태블릿, 무선 헤드폰과 같은 가전제품에서도 중요한 응용 분야를 차지하며, 장비의 효율적인 작동과 양호한 무선 신호 전송을 보장합니다.

결론

과학기술의 끊임없는 발전으로, 고주파 회로기판은 다양한 산업에 더욱 널리 사용될 것입니다. 설계 및 제조 과정에서 회로 기판의 성능을 개선하고, 신호 손실을 줄이며, 신호 안정성을 향상시키는 방법은 업계의 지속적인 연구와 혁신의 초점이 되었습니다.