În dezvoltarea rapidă de comunicare wireless, 5G și aplicații radar, complexitatea proiectării circuitului RF este în creștere zi de zi. Cu toate acestea, atenuarea excesivă a semnalului poate duce direct la bugetul de legătură de sistem insuficient, la distanța de comunicare scurtată și la o rată de eroare de biți crescută. Alegerea unui material de substrat adecvat este punctul de plecare pentru a rezolva această problemă șiPtfeFoaia (politetrafluoroetilenă) este, fără îndoială, unul dintre cei mai remarcabili reprezentanți.
1, cauza principală a pierderii PCB: nu doar pierderea conductorului
De obicei, împărțim pierderile de PCB în două părți principale:
Pierderea conductorului: pierderea termică cauzată de rezistența conductorului (în special efectul pielii la frecvențe înalte) atunci când curentul curge într -un fir. Rugozitatea suprafeței foliei de cupru este un factor cheie care afectează pierderea conductorului. O suprafață de cupru aspră crește lungimea efectivă a căii curente, agravând astfel pierderea.
Pierdere dielectrică: aceasta este sursa principală de pierdere înfrecvență ridicată -aplicații. Este energia generată și consumată de polarizarea și frecarea moleculelor din materialele dielectrice sub acțiunea unui câmp electric alternativ. Mărimea sa este determinată de parametrul cheie al tangentei de pierdere (DF sau TAN δ). Cu cât valoarea DF este mai mare, cu atât este mai mare pierderea dielectrică.
Pentru obișnuitFR-4materiale, valoarea lor DF este de obicei în jur de 0,02, ceea ce poate duce la pierderi inacceptabile în banda de frecvență peste GHz. Pentru a obține performanțe excelente în proiectarea circuitului RF, trebuie selectate materiale specializate cu valori DF extrem de mici.
2, de ce PTFE Board este o alegere ideală pentru aplicațiile RF?
PTFE Board a devenit piatra de temelie a proiectării circuitului RF de performanță ridicat - performanță, datorită performanței sale excelente de frecvență -.
Pierderea dielectrică extrem de scăzută (DF): valoarea DF a materialului PTFE pur este extrem de scăzută (poate fi de până la 0,0009), mult superioară FR-4. Aceasta înseamnă că atenuarea energetică generată de mediul în sine în timpul transmiterii semnalului este foarte mică, iar rezistența semnalului poate fi menținută maximă.
Constanta dielectrică stabilă (DK): valoarea DK a foii PTFE se schimbă foarte puțin cu frecvența și poate menține o consistență ridicată între diferite loturi. Acest lucru este crucial pentru obținerea unui control precis al impedanței, evitarea reflecției semnalului și a distorsiunii cauzate de fluctuațiile DK.
Stabilitate termică excelentă: Materialul PTFE are un coeficient foarte scăzut de expansiune termică, care poate menține proprietăți electrice și mecanice stabile pe o gamă largă de temperatură, asigurând fiabilitatea produsului în diferite medii.
Fișele comerciale comune PTFE includ Rogers 'Ro3000 ®, seria Ro4000 ® și seria Taconic's TY, etc. Aceste produse sunt de obicei umplute cu fibre ceramice sau de sticlă în PTFE pur pentru a -și îmbunătăți proprietățile mecanice și a facilita procesarea.
3, Puncte practice pentru selectarea și procesarea plăcilor PTFE
Deși foile PTFE au performanțe excelente, proprietățile lor fizice și chimice unice prezintă, de asemenea, provocări de procesare. Neglijarea acestor puncte cheie poate duce, de asemenea, la pierderea gravă a PCB sau la eșecul produsului.
Foraj și metalizare a găurilor: Materialul PTFE este relativ moale și predispus la „forajul de murdărire” în timpul forajului. Parametrii optimizați de foraj și frezare și procese chimice stricte desmear sunt necesari pentru a asigura pereții curat de găuri, pentru a obține o metalizare bună a găurilor și pentru a evita problemele de fiabilitate interconectate.
Adeziunea foliei de cupru: suprafața netedă PTFE nu este ușor de legat cu folia de cupru. Fișele PTFE de înaltă calitate folosesc procese speciale de tratare a suprafeței (cum ar fi gravura chimică) pentru a crește adeziunea foliei de cupru. În timpul proiectării, este recomandabil să evitați utilizarea zonelor mari de folie de cupru în medii cu vibrații severe pentru a preveni delaminarea.
Precizia controlului impedanței: tocmai din cauza DK -ului stabil al PTFE sunt plasate cerințe mai mari pe precizia prelucrării. Fabrica de bord trebuie să controleze cu strictețe lățimea liniei, distanțarea liniei și grosimea stratului dielectric. Orice abatere va afecta valoarea finală a impedanței, introducând astfel pierderea de reflecție a semnalului.
Absorbția umidității: unele materiale compozite PTFE au un anumit grad de absorbție a umidității. PCB trebuie copt înainte de asamblare pentru a preveni delaminarea sau „explozia de bord” cauzată de vaporizarea umidității în timpul lipitului de reflow la temperaturi ridicate.