高周波PCB - Microwave Circuit Board

マイクロ波回路基板は、無線周波数回路のために設計され、製造されたプリント回路基板です。マイクロ波回路基板は優れた信号伝送性能を持ち、5G基地局や衛星通信などの高周波応用に広く応用されています。

マイクロ波回路基板に使用される材料は多くの種類があり、ポリイミド（PI）、PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）、その他のマイクロ波回路基板は高周波信号を処理するために設計され、低誘電率と損失因子を有します。これらのマイクロ波回路基板は低損失、低誘電率、低誘電損失係数などの特徴があり、無線周波信号の安定した伝送を確保することができます。

ますます多くのデバイス設計がマイクロ波周波数帯（>1 GHz）に入り、特に車載用77 GHzミリ波レーダなどの応用においてミリ波領域（例えば77 GHz）にまで拡大しています。この傾向は周波数の継続的な向上を推進するだけでなく、回路基板の基板に対してもより高い要求を提出しています。マイクロ波回路基板は優れた電気的特性、安定した化学的特性を有する必要があり、電力信号周波数の増加に伴い基板上の損失が最小になります。そのため、マイクロ波回路基板の重要性がますます浮き彫りになっています。

マイクロ波回路のためにPCB基板材料を選択する際に重要なのは、材料のいくつかの重要な指標に注目することです。

異なる周波数における材料の誘電率（DK）の変化特性を考慮しなければなりません。高速信号伝送や特性インピーダンス制御に専念する用途では、材料の散逸因子（DF）と異なる周波数、温度、湿度条件下での性能に特に注意する必要があります。

周波数が変化すると、一般的な基板材料は通常、DKとDF値の大きな変化パターンを示します。特に、この変化は1MHz〜1GHzの周波数範囲で顕著です。例えば、典型的なエポキシ樹脂ガラス繊維布基材（例えばFR−4）のDK値は1 MHzの周波数で4.7で、1 GHzの周波数でDK値は4.19となります。1GHzを超えるとDK値の傾向は徐々に平らになるが、周波数が増加するにつれて値はわずかに低下します（変化幅は大きくないが）。10GHzの周波数では、FR−4のDK値は約4.15です。

高速かつ高周波特性を有するマイクロ波回路基板材料は、周波数変化時のDK値の変化が比較的小さいです。1MHzから1GHzの周波数範囲では、DK値は0.02の範囲に保たれていることが多いです。同時に、異なる周波数条件下では、DK値もわずかに低下する傾向にあります。

一般的な基板材料の誘電損失因子（DF）の周波数変化は、典型的にはDK、特に高周波範囲内で大きく、しばしば上昇傾向にあります。そのため、マイクロ波回路基板材料の高周波特性を評価する際には、DF値の変化を注意深くチェックする必要があります。

図　microwave circuit board

適切なマイクロ波回路基板を選択する際に考慮すべき主な要素

1.製造可能性：多重圧縮性能、温度安定性、CAF/耐熱性、機械靭性（信頼性）、防火等級などを含む。これらの要因はマイクロ波回路基板の製造過程と最終製品の品質にとって極めて重要である。

2.製品との性能整合：主に電気性能と安定性を考慮し、例えば低損失、安定したDk/Dfパラメータ、低分散、周波数と環境の変化係数が小さい。材料の厚さと接着剤含有量の小さな公差はインピーダンス制御に役立つ。長ケーブルには、低粗さ銅箔の使用が考えられている。

3.材料の可用性：多くのマイクロ波回路基板の購入サイクルは比較的に長く、2〜3ヶ月に及ぶ可能性がある。在庫のある従来のマイクロ波回路基板（Rogers RO 4350 B、Rogers RO 4003 Cなど）に加えて、他のマイクロ波回路基板では通常、お客様がPCBメーカーと事前にコミュニケーションを取り、材料を準備する必要があります。

4.コスト要素：製品マイクロ波回路基板の価格感受性及びその応用分野（例えば消費、通信、医療、工業、軍事など）に基づいてコストを評価する。

5.法律法規の適用性：マイクロ波回路基板が異なる国の環境保護法規、例えばRoHS PCBとハロゲンフリーPCBに適合することを確保する。

無線周波数回路の実際の応用において、マイクロ波回路基板の製造過程の円滑な進行と最終製品の性能基準を確保するために、具体的な事例に基づいて具体的な分析を行う必要があります。

iPCB（株）は、主に高周波、高速、マイクロ波無線周波プリント配線板の生産を手がけるメーカーです。主な製品はマイクロ波回路基板Rogers PCB、RF PCB、Taconic PCB、Arlon PCB、アンテナPCB、F4BM PCB、電力増幅器PCB、マイクロ波PCBなどを含みます。