많은 하드웨어 엔지니어들이 프로젝트 선택 단계에서 핵심 질문에 직면한다고 들었습니다. '왜 우리는 기존 방식임에도 불구하고 고주파수 RF 시나리오에 대해 RF 회로 기판을 특별히 선택해야 하는가?{0}}fr4 회로 기판기본 배선을 완료할 수 있습니까? 둘 다 전자 부품을 운반하는 PCB 캐리어처럼 보이지만 실제로는 재료 특성, 설계 논리, 프로세스 정확도 및 적용 범위에 근본적인 차이가 있습니다. 잘못된 보드를 선택하면 과도한 신호 손실이 발생하고 프로젝트 디버깅 주기가 길어질 수 있으며, 심각한 경우에는 직접적으로 제품 기능 오류가 발생하고 업계 규정 준수 테스트에 실패할 수 있습니다.
핵심 기본 차이점: 소재부터 성능까지 포괄적인 차별화
1. 기판 선택 논리가 완전히 다릅니다.
대부분의 기존 회로 기판은 전자 산업에서 가장 널리 사용되는 범용 기판인 fr4 에폭시 유리 직물 기판을 사용합니다.- 이들은 저렴한 비용과 강력한 처리 호환성을 갖춘 에폭시 수지를 결합제로 사용하며 대다수의 저주파 디지털 회로와 일반 아날로그 회로의 요구 사항을 완벽하게 충족합니다. 그러나 유전상수(Dk)는 안정성이 낮고 온도와 주파수에 따라 크게 변동하며 유전손실계수(Df)가 높습니다. 100MHz를 초과하는-고주파 시나리오에서는 신호 에너지가 급격히 감소하여 RF 신호의 전송 요구 사항을 충족할 수 없게 됩니다.
RF 회로 기판은 특수한 저손실을 사용해야 합니다.고주파기판. 현재 업계의 주류 보드는 세 가지 범주로 나뉩니다.
(1) 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 기판: 대표적인 모델로는 매우 강력한 유전 상수 안정성과 낮은 유전 손실을 갖춘 Rogers RT/duroid 5880 및 Taicony TLY 시리즈가 있으며, 특히 2GHz 이상의 밀리미터파 초{2}}고주파 시나리오용으로 설계되었습니다.
(2) 탄소수소수지 세라믹 충진 기판: 대표적인 모델로는 Rogers RO4350B, Isola I{2}}Tera MT40 등이 있으며 성능, 가공성, 비용의 균형이 탁월합니다. 현재 5G 기지국 및 자동차 전자 분야에서 가장 널리 사용되는 주류 RF 보드입니다.
(3) 수정된 고성능 fr4 기판: 대표적인 모델은 Isola FR408HR로 일반 FR-4에 비해 Dk/Df 매개변수를 크게 최적화합니다. 비용은 제어 가능하며 2.4GHz~6GHz의 비용에 민감한 비코어 RF 시나리오에 적합합니다.
2. 설계 및 프로세스 정확도에 대한 요구 사항은 크게 다릅니다.
기존 회로 기판의 핵심 설계는 배선이 켜져 있고 꺼지고 기본 전류 전달 용량을 충족하는 한 전기 연결을 완료하는 것입니다. 임피던스 제어에 대한 필수 요구 사항은 없으며 배선 폭 공차 및 층간 정렬 정확도에 대한 공차가 높습니다.
RF 회로 기판 설계의 핵심은 신호 무결성 보장이며, 이를 위해서는 전체 프로세스에서 전송 라인의 특성 임피던스를 엄격하게 제어해야 합니다. 산업 표준은 50Ω 또는 75Ω이며 임피던스 편차 요구 사항은 ± 2% ~ ± 3% 이내로 제어됩니다. 설계 시 "배선의 최단 경로" 원칙을 따르고, 전체 프로세스에 걸쳐 기준 접지면의 무결성을 유지하며, 신호 방사 누출 및 인접한 배선 간의 누화를 방지하기 위해 어레이를 통해 조밀한 접지를 통해 차폐 및 격리를 달성해야 합니다. 생산 공정 중 동박 거칠기, 유전층 두께 공차 및 관통홀 기생 매개변수에 대한 제어 요구 사항은 매우 엄격하며 일반 PCB 공장의 공정 능력은 이러한 고급 보드의 생산 표준을 충족할 수 없습니다.-
대표적인 제품 예시
기존 회로기판의 대표제품
8레이어 산업용 제어 보드 fr4 고층 보드: 높은 TG fr4 기판을 사용하고 4Oz 두께의 구리 배선을 지원하며 일반 산업용 로봇 컨트롤러 및 스마트 홈 제어 보드에 널리 사용되는 산업 제어 시나리오에서 높은 전류 부하를 전달할 수 있으며 대량 생산 시 제어 가능한 비용과 강력한 안정성을 제공합니다.
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14레이어 M6 소재 회로 기판: 고성능 fr4 다층 기판에 속하며 특정 고속-신호 전송 기능도 갖추고 있습니다. 이는 가전제품 서버 마더보드 및 일반 보안 카메라의 주 제어 회로에 일반적으로 사용되며 현재 디지털 회로 분야의 주류 선택입니다.
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4레이어 일반 가전 제어 보드: 저렴한-비용의 FR-4 기판을 사용하고 공정이 간단하며 대량 생산 비용이 매우 낮으며 백색 가전 및 소형 가전 제품의 기본 제어 요구 사항에 적합합니다.
RF회로기판 대표제품
Uniwell Circuits 16레이어 RO4350B+RO4450F 블라인드 홀 보드: Rogers 고주파-주파수 혼합 전압 기술을 사용하여 잔류 파일이 50.8μm 이내로 제어되고 임피던스 정확도가 ± 2%에 도달할 수 있습니다. 5G Sub-6GHz 기지국 RF 장치용으로 특별히 설계되었으며 43dBm의 높은 전력 출력을 견딜 수 있고 삽입 손실은 0.4dB/100mm 이하입니다.
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77GHz 자동차 밀리미터파 레이더 PTFE RF 보드: PTFE 기판으로 제작, 마이크로스트립 라인 거칠기 Ra 0.08μm 이하, 임피던스 편차 ± 2% 이하, 전체 크기 50mm × 50mm 이내로 제어되어 차량 시나리오에서 2000Hz의 진동 방지 요구 사항을 충족합니다.
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위성 통신 PI 기반 RF 보드: 폴리이미드 고주파 기판을 사용하여 작동 온도 범위는 -60도 ~125도, MTBF(평균 고장 간격)는 100,000시간 이상이고 극한의 우주 환경에서 15GHz RF 신호를 안정적으로 전송할 수 있습니다.
응용 분야
성숙한 프로세스와 매우 높은 비용 효율성을 갖춘 기존 회로 기판은{0}}저주파, 비RF 범용-대부분의 시나리오를 포괄합니다.
가전 분야: 일반 가전 제어 보드, 스마트 웨어러블 장치의 디지털 회로 부분, 비 RF 스마트 홈 제어 보드
산업용 제어 분야: 일반 PLC 컨트롤러, 산업용 로봇용 파워 드라이브 보드, 비고정밀 산업용 센서 신호 처리 보드
소비자 보안 분야 : 일반 카메라의 메인 제어 보드, 출입 통제 시스템의 Non RF 제어 회로
RF 회로 기판은 매우 높은 신호 전송 품질이 필요한 영역에 핵심 애플리케이션이 집중되어 있는 고주파수 시나리오의 필수 제품입니다.-
무선통신 분야 : 5G/6G 기지국 RF 유닛, WiFi 7 라우터 RF 모듈, 위성통신 트랜시버 장비
자동차 전자 분야: 77GHz 밀리미터파 레이더, 차량 탑재 T-BOX RF 회로, 자동차 등급 Bluetooth/5G 통신 모듈
항공우주 및 방위 분야: 공중 레이더 RF 보드, 미사일 통신 모듈, 위성 항법 신호 수신 보드
의료 장비 분야: 자기 공명 RF 코일 보드 및 고주파 치료 장비의 신호 전송 회로
실무적인 선택 업계 제안
맹목적으로 "고성능 보드"를 추구하지 마십시오. 프로젝트의 작동 주파수가 100MHz 미만이고 엄격한 임피던스 제어 요구 사항이 없는 경우 일반 fr4 회로 보드를 사용하면 요구 사항을 완전히 충족할 수 있습니다. 억지로 PTFE 고주파 보드를 선택하면 비용이 3~5배만 증가하고 실질적인 가치가 없습니다.
RF 시나리오에서 "숫자를 구성"하기 위해 일반 fr4를 사용하지 마십시오. 많은 엔지니어는 비용 절감을 위해 2GHz 이상의 RF 프로젝트에서 고주파수 보드 대신 일반 fr4를 사용하려고 합니다.{2}} 그러나 이로 인해 궁극적으로 과도한 신호 손실, 불충분한 통신 거리, 고조파 간섭 등의 문제가 발생하여 전체 프로젝트 디버깅 비용이 크게 증가하고 인증 테스트에 실패할 수도 있습니다.
fr4 회로 기판, 고주파