En les aplicacions, 5G i radar sense fils en desenvolupament ràpid, la complexitat del disseny del circuit de RF augmenta dia a dia. Tanmateix, l’atenuació excessiva del senyal pot comportar directament un pressupost d’enllaç del sistema insuficient, reduir la distància de comunicació i augmentar la taxa d’error de bits. L’elecció d’un material de substrat adequat és el punt de partida per resoldre aquest problema iPTFEEl full (politetrafluoroetilè) és sens dubte un dels representants més destacats.
1, la causa principal de la pèrdua de PCB: no només la pèrdua del conductor
Normalment, dividim les pèrdues de PCB en dues parts principals:
Pèrdua del conductor: la pèrdua tèrmica causada per la resistència del conductor (especialment l'efecte de la pell a altes freqüències) quan el corrent flueix en un filferro. La rugositat superficial del paper de coure és un factor clau que afecta la pèrdua del conductor. Una superfície de coure rugosa augmenta la longitud efectiva del camí actual, agreujant així la pèrdua.
Pèrdua dielèctrica: aquesta és la principal font de pèrdua aFreqüència alta -aplicacions. És l’energia generada i consumida per la polarització i la fricció de molècules en materials dielèctrics sota l’acció d’un camp elèctric altern. La seva mida està determinada pel paràmetre clau de la tangent de pèrdua (df o tan Δ). Com més gran sigui el valor DF, més gran és la pèrdua dielèctrica.
Per a ordinariFR-4Els materials, el seu valor DF sol ser al voltant de 0,02, cosa que pot provocar pèrdues inacceptables a la banda de freqüència per sobre de GHz. Per aconseguir un excel·lent rendiment en el disseny del circuit de RF, cal seleccionar materials especialitzats amb valors de DF extremadament baixos.
2, per què PTFE Board és una opció ideal per a aplicacions de RF?
PTFE Board s'ha convertit en la pedra angular del disseny del circuit RF de rendiment alt - a causa del seu excel·lent rendiment de freqüència -.
Pèrdua dielèctrica extremadament baixa (DF): el valor DF del material PTFE pur és extremadament baix (pot ser tan baix com 0,0009), molt superior al FR-4. Això significa que l’atenuació d’energia generada pel medi en si durant la transmissió del senyal és molt petita i que la força del senyal es pot mantenir al màxim.
Constant dielèctrica estable (DK): el valor DK de la fitxa PTFE canvia molt poc amb freqüència i pot mantenir una gran consistència entre diferents lots. Això és crucial per aconseguir un control precís d’impedàncies, evitant la reflexió del senyal i la distorsió causada per les fluctuacions de DK.
Excel·lent estabilitat tèrmica: el material PTFE té un coeficient molt baix d’expansió tèrmica, que pot mantenir propietats elèctriques i mecàniques estables en un ampli rang de temperatura, garantint la fiabilitat del producte en diversos ambients.
Les làmines comunes de PTFE comercials inclouen Rogers 'RO3000 ®, sèries Ro4000 ® i sèries Ty de Taconic, etc. Aquests productes normalment s'omplen de fibres de ceràmica o de vidre en PTFE pur per millorar les seves propietats mecàniques i facilitar el processament.
3, punts pràctics per seleccionar i processar plaques PTFE
Tot i que les làmines PTFE tenen un excel·lent rendiment, les seves propietats físiques i químiques úniques també representen reptes de processament. Descobrir aquests punts clau també pot comportar una pèrdua greu de PCB o una fallada del producte.
Drilling i metalització del forat: el material PTFE és relativament suau i propens a "perforar la perforació" durant la perforació. Es requereixen paràmetres de perforació i fresat optimitzats i processos químics de Desmear estrictes per assegurar les parets de forat net, aconseguir una bona metalització del forat i evitar problemes de fiabilitat d’interconnexió.
Adhesió de paper de coure: la superfície de PTFE llisa no és fàcil d’enllaçar -se amb la làmina de coure. Les làmines de PTFE de gamma alta utilitzen processos especials de tractament de superfície (com ara gravat químic) per augmentar l’adhesió de paper de coure. Durant el disseny, és recomanable evitar utilitzar grans àrees de paper de coure en ambients amb vibracions greus per evitar la delaminació.
Precisió del control de la impedància: és precisament a causa de la DK estable de PTFE que els requisits més elevats es posen en precisió del mecanitzat. La fàbrica del tauler ha de controlar estrictament l'amplada de la línia, l'espai entre la línia i el gruix de la capa dielèctrica. Qualsevol desviació afectarà el valor d’impedància final, introduint així la pèrdua de reflexió del senyal.
Absorció d’humitat: alguns materials compostos PTFE tenen un cert grau d’absorció d’humitat. El PCB s’ha de coure abans del muntatge per evitar la delaminació o “explosió de la placa” causada per la vaporització d’humitat durant la soldadura de refrigeració a altes temperatures.