Günümüzün hızla gelişen kablosuz iletişim, 5G ve radar uygulamalarında, RF devre tasarımının karmaşıklığı her geçen gün artmaktadır. Bununla birlikte, aşırı sinyal zayıflaması doğrudan sistem bağlantısı bütçesine, kısaltılmış iletişim mesafesine ve artan bit hata oranına yol açabilir. Uygun bir substrat malzemesi seçmek, bu sorunu çözmek için başlangıç noktasıdır vePtfeSac (politetrafluoroetilen) şüphesiz en seçkin temsilcilerden biridir.
1, PCB kaybının temel nedeni: sadece iletken kaybı değil
Genellikle PCB kayıplarını iki ana parçaya ayırırız:
İletken kaybı: Akım bir telden aktığında iletkenin direncinin (özellikle yüksek frekanslarda cilt etkisi) neden olduğu termal kayıp. Bakır folyo yüzey pürüzlülüğü, iletken kaybını etkileyen anahtar bir faktördür. Kaba bakır yüzeyi, mevcut yolun etkili uzunluğunu arttırır, böylece kaybı şiddetlendirir.
Dielektrik Kayıp: Bu, birincil kayıp kaynağıdır.Yüksek - frekansıuygulamalar. Alternatif bir elektrik alanının etkisi altında dielektrik malzemelerdeki moleküllerin polarizasyonu ve sürtünmesi ile üretilen ve tüketilen enerjidir. Boyutu, kayıp teğetinin (DF veya Tan Δ) anahtar parametresi ile belirlenir. DF değeri ne kadar yüksek olursa, dielektrik kayıp o kadar büyük olur.
SıradanFR-4Malzemeler, DF değeri genellikle 0.02 civarındadır, bu da GHz üzerindeki frekans bandında kabul edilemez kayıplara neden olabilir. RF devre tasarımında mükemmel performans elde etmek için, son derece düşük DF değerlerine sahip özel malzemeler seçilmelidir.
2, PTFE tahtası neden RF uygulamaları için ideal bir seçimdir?
PTFE kartı, mükemmel yüksek - frekans performansı nedeniyle yüksek - performans RF devre tasarımının temel taşı haline geldi.
Son derece düşük dielektrik kayıp (DF): Saf PTFE malzemesinin DF değeri, FR-4'ten çok daha üstün olan son derece düşüktür (0.0009 kadar düşük olabilir). Bu, sinyalin iletimi sırasında ortamın kendisi tarafından üretilen enerji zayıflamasının çok küçük olduğu ve sinyal gücünün maksimum olarak korunabileceği anlamına gelir.
Kararlı dielektrik sabiti (DK): PTFE tabakasının DK değeri frekansla çok az değişir ve farklı partiler arasında yüksek tutarlılık koruyabilir. Bu, hassas empedans kontrolü elde etmek, DK dalgalanmalarının neden olduğu sinyal yansımasını ve bozulmayı önlemek için çok önemlidir.
Mükemmel termal stabilite: PTFE malzemesi, geniş bir sıcaklık aralığında kararlı elektrik ve mekanik özellikleri koruyabilen ve ürünün çeşitli ortamlarda güvenilirliğini sağlayabilen çok düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir.
Ortak ticari PTFE tabakaları arasında Rogers 'RO3000 ®, RO4000 ® Serisi ve Taconic's TY serisi, vb.
3, PTFE plakaları seçmek ve işlemek için pratik noktalar
PTFE tabakaları mükemmel performansa sahip olsa da, benzersiz fiziksel ve kimyasal özellikleri de işleme zorlukları yaratır. Bu kilit noktaları ihmal etmek de ciddi PCB kaybına veya ürün arızasına yol açabilir.
Sondaj ve delik metalleştirmesi: PTFE malzemesi nispeten yumuşaktır ve sondaj sırasında "sondaj kirlenmesine" eğilimlidir. Temiz delik duvarları sağlamak, iyi delik metalizasyonu elde etmek ve ara bağlantılı güvenilirlik sorunlarından kaçınmak için optimize edilmiş sondaj ve öğütme parametreleri ve katı desmear kimyasal işlemler gereklidir.
Bakır folyo yapışma: Pürüzsüz PTFE yüzeyinin bakır folyo ile bağlanması kolay değildir. Yüksek uç PTFE tabakaları, bakır folyo yapışmasını arttırmak için özel yüzey işlem süreçlerini (kimyasal aşınma gibi) kullanır. Tasarım sırasında, delaminasyonu önlemek için şiddetli titreşimlere sahip ortamlarda geniş bakır folyo alanlarının kullanılmasından kaçınılması tavsiye edilir.
Empedans Kontrol Doğruluğu: Tam olarak PTFE'nin kararlı DK'sından dolayı, işleme doğruluğuna daha yüksek gereksinimler yerleştirilir. Tahta fabrikası çizgi genişliğini, çizgi aralığını ve dielektrik tabaka kalınlığını kesinlikle kontrol etmelidir. Herhangi bir sapma son empedans değerini etkileyecek, böylece sinyal yansıma kaybı getirecektir.
Nem emilimi: Bazı PTFE kompozit malzemeler belirli bir dereceye kadar nem emilimine sahiptir. PCB, yüksek sıcaklıklarda yeniden akış lehimleme sırasında nem buharlaşmasının neden olduğu delaminasyonu veya "kart patlamasını" önlemek için montajdan önce pişirilmelidir.