PCB Blog - 高周波回路基板とは？

高周波回路基板の概念：高周波PCBとは、高周波（周波数が300 MHZ以上または波長が1 m未満）とマイクロ波（周波数が3 GHZ以上または波長が0.1 m未満）の分野で使用される電磁周波数の高い特殊配線板であり、マイクロ波基材銅被覆板に通常の剛性配線板の製造方法を利用する一部の工程または特殊な処理方法を用いて製造される回路板である。

PCB上の信号の周波数が高くなるにつれて、PCBの板材の性能に対する要求も高くなってきた。板材は優れた電気性能、良好な化学安定性を持つ必要があり、信号周波数の増加に伴うPCB上の損失は非常に小さい。

高周波回路基板の特徴は以下の通りである：

1、DKは小さくて十分に安定しているべきであり、通常は小さいほど良く、高いDKは信号伝送遅延を引き起こす可能性がある。

2、DFは小さいはずで、これは主に信号伝送の品質に影響し、小さいDFはそれに応じて信号損失を減らすことができる。

3、熱膨張係数はできるだけ銅箔と同じでなければならない。差異により銅箔は冷熱変化時に分離することがあるからだ。

4、湿気環境の中で、吸水率は低くなければならず、吸水率は高く、DKとDFに影響を与える。

5、耐熱性、耐化学性、耐衝撃性、耐はく離性は良好でなければならない。

高周波と高速PCBの違い

高周波回路基板について議論する際、高速PCBと結びつけることが多いが、実際には、高周波と高速は直接結びついていない。次はいくつかの重要な違いです。

1、主な概念

高速PCBとは、デジタル信号を高速度（ビット／秒またはバイト／秒単位）で受信または処理できる回路基板を指す。一般的に、信号伝送時間と立ち上がり時間の比が1より大きい場合、信号伝送は高速であると考えることができる。

高周波PCBとは、アナログまたは無線周波数信号を高周波（s−1またはHz単位）で伝搬できる回路基板を指す。前述したように、一般的に50 MHz以上を高周波信号と呼ぶことができます。

2、材料

高周波回路基板材料：高周波PCBは通常、PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）、セラミックス、IMS（絶縁金属基板）などの低誘電率（Dk）と低誘電損失（Df）を有する特殊な材料を使用する。このような材料は、高周波信号伝送中に信号損失及び歪みを低減することができる。

高速PCB材料：高速PCBは一般的にFR 4のような標準的なPCB材料を使用しているが、信号伝送品質を向上させるために特定の高速材料を使用しているものもある。高速PCBの材料は材料の誘電率安定性と輸送特性に重点を置いており、特に高周波では材料の誘電率が信号の輸送速度と信号品質に影響を与える。

3、設計問題

高周波回路基板の設計過程では、特に信号損失、インピーダンス整合、クロストークなどの問題に注意する必要があり、これらの問題は高周波信号伝送の品質と安定性に直接影響する。高速プリント配線板の設計には、信号反射の問題を回避し、信号の完全性と安定性を保証するために、正しい端子接続配線に注意する必要があります。

高周波PCBと高速PCBはいくつかの点で交差しているが、例えば、信号伝送の品質、インピーダンス整合などの問題に注目する必要があるが、主な違いは信号の周波数範囲、設計要件、応用分野にある。高周波PCBは高周波アナログ信号の損失と干渉の処理に重点を置いているが、高速PCBはデジタル信号の完全性とタイミング制御に重点を置いている。特定の応用分野のニーズに応じて、適切な回路基板タイプを選択することは、装置の安定性と性能を確保する上で重要である。

高周波回路基板の応用分野

通信業界：高周波回路基板は5 G通信、無線ネットワーク、衛星通信、レーダーシステムに広く応用されている。

医療設備：医学イメージング設備（MRI、CTスキャナなど）と診断設備の中で、高周波回路基板の応用は信号処理能力を高め、画像の鮮明度と正確性を確保することができる。

自動車電子：スマート自動車の発展に伴い、高周波回路基板も車載レーダーシステム、車載通信システムなどに広く応用され、自動車の自動運転、遠隔監視などの高級機能の実現を助けることができる。

軍事と航空宇宙：高周波回路基板はレーダー、衛星通信、ナビゲーションシステムなどの軍事と航空宇宙設備において重要な役割を果たしている。高周波信号を処理し、デバイスの正確性と信頼性を確保することができます。

消費電子：高周波回路基板はスマートフォン、タブレット、無線イヤホンなどの消費電子製品にも重要な応用があり、設備の効率的な運行と良好な無線信号伝送を確保する。

おわりに

科学技術の進歩に伴い、各業界における高周波回路基板の応用はさらに広範になるだろう。設計と製造の過程で、どのように回路基板の性能を高め、信号損失を下げ、信号の安定性を高め、業界の絶えず研究と革新の重点となっている。