ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബി ഡിസൈനും അസംബ്ലിയും: പ്രധാന സാമഗ്രികൾ

ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പ്രിൻ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകൾടെലികമ്മ്യൂണിക്കേഷൻസ്, റഡാർ സിസ്റ്റങ്ങൾ, വയർലെസ് കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ, ഹൈ-സ്പീഡ് ഡാറ്റാ പ്രോസസ്സിംഗ് എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ ഒരു ശ്രേണിയിലെ സുപ്രധാന ഘടകങ്ങളാണ് (പിസിബികൾ). ഈ PCB-കളുടെ പ്രകടനത്തെ അവയുടെ രൂപകൽപ്പനയ്ക്കും അസംബ്ലിക്കുമായി തിരഞ്ഞെടുത്ത മെറ്റീരിയലുകൾ വളരെയധികം സ്വാധീനിക്കുന്നു. ഈ ലേഖനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രാഥമിക മെറ്റീരിയലുകൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബി ഡിസൈനും അസംബ്ലിയും, അവരുടെ സവിശേഷതകളും ഗുണങ്ങളും ഊന്നിപ്പറയുന്നു.

• അടിസ്ഥാന വസ്തുക്കൾ: അടിസ്ഥാന മെറ്റീരിയൽ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബിയുടെ അടിത്തറ ഉണ്ടാക്കുകയും അതിൻ്റെ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കുന്നതിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബികളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ചില പ്രമുഖ അടിസ്ഥാന സാമഗ്രികളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:
• FR-4: സാമ്പത്തികവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നതുമായ എപ്പോക്സി റെസിൻ ഫൈബർഗ്ലാസ് കോമ്പോസിറ്റ്, FR-4 നല്ല മെക്കാനിക്കൽ നൽകുന്നുതാപ സ്ഥിരത.എന്നിരുന്നാലും, അതിൻ്റെവൈദ്യുത സ്ഥിരാങ്കം(Dk) കൂടാതെഡിസിപ്പേഷൻ ഘടകം(Df) ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമല്ലായിരിക്കാം.
• റോജേഴ്സ് മെറ്റീരിയൽസ്: RT/Duroid പോലുള്ള ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള വൈദ്യുത പദാർത്ഥങ്ങൾക്ക് റോജേഴ്‌സ് പ്രശസ്തമാണ്. ഈ മെറ്റീരിയലുകളിൽ മികച്ച ഡൈഇലക്‌ട്രിക് കോൺസ്റ്റൻ്റ് (Dk), ഡിസ്‌സിപ്പേഷൻ ഫാക്ടർ (Df) മൂല്യങ്ങൾ എന്നിവയുണ്ട്, ഇത് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബി ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് നന്നായി അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.
• ടാക്കോണിക് മെറ്റീരിയലുകൾമികച്ച താപ സ്ഥിരതയും കുറഞ്ഞ Df മൂല്യങ്ങളും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന PEEK (PEEK (Polyether Ether Ketone), പോളിമൈഡ് എന്നിവ പോലുള്ള ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഡൈഇലക്‌ട്രിക് മെറ്റീരിയലുകൾ Taconic നൽകുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സർക്യൂട്ടുകൾക്ക് നന്നായി അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

• ചാലക വസ്തുക്കൾ: സർക്യൂട്ടിൻ്റെ ചാലകത, പ്രതിരോധം, സിഗ്നൽ സമഗ്രത എന്നിവ നിർണ്ണയിക്കുന്നതിനാൽ ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള PCB രൂപകൽപ്പനയിൽ ചാലക വസ്തുക്കളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ് നിർണായകമാണ്. ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബികളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ചില ചാലക വസ്തുക്കൾ ഉൾപ്പെടുന്നു:
• ചെമ്പ്: അസാധാരണമായ ചാലകത കാരണം ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ചാലക വസ്തുവാണ് ചെമ്പ്ചെലവ്-ഫലപ്രാപ്തി. എന്നിരുന്നാലും, ആവൃത്തിയിൽ അതിൻ്റെ പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള പ്രയോഗങ്ങളിൽ നേർത്ത ചെമ്പ് പാളികൾ ഉപയോഗിക്കാം.
• സ്വർണ്ണം: മികച്ച ചാലകതയ്ക്കും കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധത്തിനും സ്വർണ്ണം അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബികൾക്ക് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു. ഇത് നല്ലതും നൽകുന്നുനാശന പ്രതിരോധംഒപ്പം ഈട്. എന്നിരുന്നാലും, സ്വർണ്ണത്തിൻ്റെ ഉപയോഗം പരിമിതപ്പെടുത്തിക്കൊണ്ട് ചെമ്പിനെക്കാൾ വില കൂടുതലാണ് ചെലവ് സെൻസിറ്റീവ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ.
• അലുമിനിയം: ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബികൾക്ക് അലൂമിനിയം വളരെ സാധാരണമായ തിരഞ്ഞെടുപ്പാണ്, എന്നാൽ ഭാരവും ചെലവും പ്രാഥമിക ആശങ്കകളുള്ള പ്രത്യേക ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഇത് ഉപയോഗിക്കാം. ഇതിൻ്റെ ചാലകത ചെമ്പ്, സ്വർണ്ണം എന്നിവയേക്കാൾ കുറവാണ്, ഇത് ഡിസൈനിൽ കൂടുതൽ പരിഗണനകൾ ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം.
• വൈദ്യുത പദാർത്ഥങ്ങൾ: ഒരു പിസിബിയിലെ ചാലക ട്രെയ്‌സുകളെ ഇൻസുലേറ്റ് ചെയ്യുന്നതിന് ഡൈഇലക്‌ട്രിക് സാമഗ്രികൾ അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ് കൂടാതെ പിസിബിയുടെ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കുന്നതിൽ പ്രധാനവുമാണ്. ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബികളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ചില മുൻനിര വൈദ്യുത പദാർത്ഥങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:
• വായു: വായു ഏറ്റവും പ്രബലമായ വൈദ്യുത പദാർത്ഥമാണ്, ഉയർന്ന ആവൃത്തികളിൽ മികച്ച വൈദ്യുത പ്രകടനം നൽകുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അതിൻ്റെ താപ സ്ഥിരത പരിമിതമാണ്, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ഇത് അനുയോജ്യമല്ലായിരിക്കാം.
• പോളിമൈഡ്: പോളിമൈഡ് എഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള വൈദ്യുത പദാർത്ഥംഅസാധാരണമായ താപ സ്ഥിരതയ്ക്കും കുറഞ്ഞ ഡിഎഫ് മൂല്യങ്ങൾക്കും പേരുകേട്ടതാണ്. ഉയർന്ന താപനിലയെ നേരിടേണ്ട ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബികളിൽ ഇത് പതിവായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• എപ്പോക്‌സി: എപ്പോക്‌സി അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വൈദ്യുത സാമഗ്രികൾ നല്ല മെക്കാനിക്കൽ, തെർമൽ സ്ഥിരത വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. അവ സാധാരണയായി FR-4 ബേസ് മെറ്റീരിയലിൽ ഉപയോഗിക്കുകയും ഒരു നിശ്ചിത ആവൃത്തി വരെ നല്ല വൈദ്യുത പ്രകടനം നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള പിസിബി രൂപകൽപ്പനയ്ക്കും അസംബ്ലിക്കുമുള്ള മെറ്റീരിയലുകളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ് ഒപ്റ്റിമൽ പ്രകടനം കൈവരിക്കുന്നതിന് നിർണായകമാണ്. അടിസ്ഥാന മെറ്റീരിയൽ, ചാലക വസ്തുക്കൾ, വൈദ്യുത സാമഗ്രികൾ എന്നിവയെല്ലാം പിസിബിയുടെ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങൾ, സിഗ്നൽ സമഗ്രത, വിശ്വാസ്യത എന്നിവ നിർണ്ണയിക്കുന്നതിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഒപ്റ്റിമൽ പ്രകടനവും പ്രവർത്തനവും ഉറപ്പാക്കാൻ, നിർദ്ദിഷ്ട ആപ്ലിക്കേഷൻ ആവശ്യകതകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഡിസൈനർമാർ ഈ മെറ്റീരിയലുകൾ സൂക്ഷ്മമായി തിരഞ്ഞെടുക്കണം. സാങ്കേതികവിദ്യ പുരോഗമിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, പുതിയ മെറ്റീരിയലുകളും നിലവിലുള്ള മെറ്റീരിയലുകളിലെ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകളും ഉയർന്നുവരുന്നത് തുടരും, ഇത് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പിസിബികളുടെ കഴിവുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കും.