I dagens raskt utviklende trådløs kommunikasjon, 5G og radarapplikasjoner øker kompleksiteten i RF -kretsdesign dag for dag. Imidlertid kan overdreven signaldemping direkte føre til utilstrekkelig systemkoblingsbudsjett, forkortet kommunikasjonsavstand og økt bitfeilrate. Å velge et passende underlagsmateriale er utgangspunktet for å løse dette problemet, ogPtfeArk (polytetrafluoroetylen) er utvilsomt en av de mest fremragende representantene.
1, grunnårsaken til PCB -tap: ikke bare ledertap
Vanligvis deler vi PCB -tap i to hoveddeler:
Ledertap: Det termiske tapet forårsaket av motstanden til lederen (spesielt hudeffekten ved høye frekvenser) når strømmen strømmer i en ledning. Overflatens ruhet på kobberfolie er en nøkkelfaktor som påvirker ledelsestapet. En grov kobberoverflate øker den effektive lengden på strømbanen, og forverrer dermed tapet.
Dielektrisk tap: Dette er den primære tapskilden ihøy - frekvensapplikasjoner. Det er energien som genereres og konsumeres av polarisering og friksjon av molekyler i dielektriske materialer under virkning av et vekslende elektrisk felt. Størrelsen bestemmes av nøkkelparameteren for tapet tangens (DF eller Tan Δ). Jo høyere DF -verdi, jo større er dielektrisk tap.
For vanligFR-4Materialer, deres DF -verdi er vanligvis rundt 0,02, noe som kan føre til uakseptable tap i frekvensbåndet over GHz. For å oppnå utmerket ytelse i RF -kretsdesign, må spesialiserte materialer med ekstremt lave DF -verdier velges.
2, hvorfor er PTFE Board et ideelt valg for RF -applikasjoner?
PTFE -kortet har blitt hjørnesteinen i High - ytelsen RF Circuit Design på grunn av den utmerkede høye - frekvensytelsen.
Ekstremt lavt dielektrisk tap (DF): DF-verdien av rent PTFE-materiale er ekstremt lavt (kan være så lavt som 0,0009), langt overlegen FR-4. Dette betyr at energidempingen generert av selve mediet under overføringen av signalet er veldig lite, og signalstyrken kan maksimalt opprettholdes.
Stabil dielektrisk konstant (DK): DK -verdien av PTFE -ark endres veldig lite med frekvens og kan opprettholde høy konsistens mellom forskjellige partier. Dette er avgjørende for å oppnå presis impedansontroll, unngå signalrefleksjon og forvrengning forårsaket av DK -svingninger.
Utmerket termisk stabilitet: PTFE -materiale har en veldig lav termisk ekspansjonskoeffisient, som kan opprettholde stabile elektriske og mekaniske egenskaper over et bredt temperaturområde, noe som sikrer påliteligheten til produktet i forskjellige miljøer.
Vanlige kommersielle PTFE -ark inkluderer Rogers 'RO3000 ®, RO4000 ® -serie og Taconics Ty -serie, etc. Disse produktene er vanligvis fylt med keramiske eller glassfibre i ren PTFE for å forbedre deres mekaniske egenskaper og lette prosessering.
3, Praktiske punkter for valg og behandling av PTFE -plater
Selv om PTFE -ark har utmerket ytelse, utgjør deres unike fysiske og kjemiske egenskaper også behandlingsutfordringer. Forsømmelse av disse viktige punktene kan også føre til alvorlig PCB -tap eller produktsvikt.
Boring og hullmetallisering: PTFE -materiale er relativt mykt og utsatt for å "bore begroing" under boring. Optimaliserte bore- og fresingsparametere og strenge desmear kjemiske prosesser er nødvendige for å sikre rene hullvegger, oppnå god hullmetallisering og unngå problemer med pålitelighet.
Kobberfolieadhesjon: Den glatte PTFE -overflaten er ikke lett å binde seg med kobberfolie. High end PTFE -ark bruker spesielle overflatebehandlingsprosesser (for eksempel kjemisk etsing) for å øke kobberfolieadhesjonen. Under design anbefales det å unngå å bruke store områder med kobberfolie i miljøer med alvorlige vibrasjoner for å forhindre delaminering.
Impedansekontrollnøyaktighet: Det er nettopp på grunn av den stabile DK av PTFE at det er høyere krav på maskineringsnøyaktighet. Brettfabrikken må strengt kontrollere linjebredden, linjeavstanden og dielektrisk lagtykkelse. Ethvert avvik vil påvirke den endelige impedansverdien, og dermed innføre signalrefleksjonstap.
Fuktabsorpsjon: Noen PTFE -komposittmaterialer har en viss grad av fuktabsorpsjon. PCB bør bakes før montering for å forhindre delaminering eller "tavleeksplosjon" forårsaket av fuktighetsfordamping under reflow lodding ved høye temperaturer.