Hoogfrequente Laminaten Uitgelegd: Belangrijke Vooruitgang in RF- of Microgolfprintplaten

Trefwoorden: RF Microgolf Printplaat

Dit is de reden waarom we de afgelopen jaren hebben moeten investeren in Microgolf- en RF-printplaten, zodat we onze productiecapaciteiten konden uitbreiden en een wereldwijde producent van hoogfrequente laminaten konden worden. RF- en microgolf-printplaten bevatten elementen die RF- of microgolfsignalen geleiden.

Over het algemeen vereisen deze toepassingen laminaten met elektrische, thermische, mechanische of andere prestatieprofielen die verder gaan dan de eenvoudige standaard FR-4 kenmerken. Door onze uitgebreide ervaring in het produceren van op PTFE gebaseerd microgolflaminaat weten we dat de meeste toepassingen hoge betrouwbaarheid evenals lage tolerantie vereisen.

Hybride printplaat is de speciale categorie van RF- en microgolf-printplaten die zowel FR-4 als PTFE of enig ander materiaal in de stapel gebruiken.

Printplaat Materiaalvoorraad

Met alle verschillende kenmerken van elke RF-printplaat toepassing, hebben we strategische relaties gevormd met grote materiaalleveranciers zoals Rogers, Arlon, Nelco, Taconic en vele andere. Het merendeel van de voorraden is echter gespecialiseerd; we hebben redelijk goede voorraden van producten in onze magazijnen van Rogers (4003 & 4350 series), Arlon etc. Weinig organisaties zijn hiertoe bereid omdat de kosten van het aanhouden van voorraad om een snelle reactie mogelijk te maken meestal erg hoog zijn.

Hoogfrequente laminaten die worden gebruikt voor het fabriceren van hoogtechnologische printplaten maken het ontwerpproces van dergelijke printplaten gecompliceerd vanwege de gevoeligheid van de signalen en de problemen gerelateerd aan warmteoverdracht in de meeste toepassingen. Optimale hoogfrequente printplaatmaterialen vertonen een lage thermische geleidbaarheid in vergelijking met het FR-4 materiaal dat in conventionele printplaten wordt gebruikt.

RF- en microgolfsignalen zijn extreem gevoelig voor ruis en hebben hogere impedantie-eisen dan conventionele digitale printplaten. De grondvlakken en royale bochtstralen op impedantiegestuurde sporen moeten worden toegepast om het ontwerp optimaal te laten functioneren. Bijna alle printplaatassemblagebedrijven en fabrikanten bieden momenteel standaard printplaten aan die in veel elektronische producten worden gebruikt. Maar mogelijk beschikken zij niet allemaal over de capaciteit om RF- en microgolf-printplaten te vervaardigen. Toegenomen interesse in elektronische apparaten en nieuwe ontwikkelingen hebben bijgedragen aan uitgebreide vooruitgang in deze printplaten.

Aangezien de golflengte van een circuit afhangt van zijn frequentie en van het materiaal, kunnen RF-microgolf printplaatmaterialen met hogere diëlektrische constante (Dk) waarden leiden tot de kleinste printplaat, aangezien geminiaturiseerde circuitontwerpen voor specifieke impedantie en bepaalde frequentiebereiken kunnen worden gebruikt. In de meeste gevallen worden, om een hogere Dk te verkrijgen, laminaten met een Dk van 6 of meer gebruikt in combinatie met goedkopere FR-4 materialen in meerlaagse structuren.

Kennis van de CTE, diëlektrische constante, thermische coëfficiënt, TCDK, DF, en zelfs zaken als relatieve permittiviteit en verliestangens van de beschikbare printplaatmaterialen, zal de RF-printplaatontwerper helpen bij het ontwikkelen van een ontwerp dat voldoet aan en mogelijk de gewenste eigenschappen overtreft.

Voordat definitieve beslissingen worden genomen over het type te gebruiken substraten, moeten bepaalde andere factoren worden bepaald, waaronder de volgende: de lijnbreedte voor een reeks plaatdiktes, die mogelijk kan worden overgelaten voor definitieve bepaling nadat de werkfrequentie van het circuit is vastgesteld, evenals de geschatte afmetingen van de belangrijkste componenten.

Verschillende RF-printplaat materiaaltypen zijn:

Met keramiek versterkt polytetrafluorethyleen (PTFE), dat een grote elektrische en mechanische stabiliteit vertoont. Rogers RO3000-serie printplaatmaterialen hebben goede mechanische eigenschappen en er is geen verandering in de diëlektrische constante (Dk), wat betekent dat meerlaagse printplaatontwerpen die gebruikmaken van materialen met verschillende diëlektrische constanten geen last krijgen van kromtrekken of betrouwbaarheidsproblemen. Taconic RF-serie producten heeft een lage verliesfactor & hoge thermische geleidbaarheid mogelijk, waardoor het niet oxideert, verkleurt of een opwaartse drift vertoont in diëlektrische constante & verliesfactor zoals zijn op koolwaterstof gebaseerde concurrenten.

Megtron 6 printplaatmateriaal – Ultra-laag verlies, hittebestendig & halogeenvrij onderdeel. Hoge TG en de minimale uitzettingsverhouding van op koolwaterstofhars gebaseerd MEGTRON 6 – maken het het keuzemateriaal voor High Density Interconnect (HDI) en hoge snelheid (boven 3 GHz).

Geweven glasversterkte PTFE-laminaten zijn gemaakt van zeer lichtgewicht gewoven glasvezel en zijn nog dimensionaal stabieler dan gehaktvezelversterkte PTFE-composieten. De verliesfactor is terecht laag in dergelijke materialen zoals de Taconic TL-familie van materialen; het is dus ideaal voor radarapplicaties ontworpen voor 77 GHz, en andere antennes in millimetergolffrequenties.

Koolwaterstofkeramieklaminaten worden gebruikt in microgolf- en millimetergolffrequentieontwerpen omdat dit lage-verliesmateriaal gemakkelijker gebruik in circuitfabricage en gestroomlijnde eigenschappen mogelijk maakt in vergelijking met andere PTFE-materialen. Rogers RO4000-serie producten zijn beschikbaar in een breed scala aan diëlektrische constanten (2.55-6.15) en hebben een gemiddelde tot hoge thermische geleidbaarheid (.6-.8).

Er bestaan laminaten van PTFE gevuld met glas of keramiek, zoals de Rogers RT / duroid hoogfrequente circuitmaterialen die een laag elektrisch verlies, lage vochtopname en lage uitgassing hebben, geschikt voor ruimtegebruik.

Thermohardende microgolflaminaten bevatten lage TCDR, een op koper afgestemde thermische uitzettingscoëfficiënt en goede mechanische duurzaamheid. De Rogers TMM's zijn hoogfrequente laminaten, speciaal geschikt voor betrouwbare stripgeleider- en microstripcircuits.

Gespecialiseerde verwerkingsapparatuur

Het meeste microgolf/RF printplaatverwerkingswerk is vergelijkbaar met dat van de standaard fabricageapparatuur. Ontwerpoplossingen van de grootste complexiteit veronderstellen echter het gebruik van gespecialiseerde apparatuur. We hebben aanzienlijk geïnvesteerd zodat we in-house hebben: Plasma-etsapparatuur wordt gebruikt zodat de kwaliteit van de doorvoergaten hoog is, zodat het kan voldoen aan de vereiste van het boren van de geavanceerde technologie om erdoorheen te gaan. Bij plasma-etsen worden doorvoergaten en andere oppervlakken van het substraat geëtst met plasma's of etsgassen om ruimte te maken voor de daaropvolgende coating. LDI-apparatuur tegenover de meer traditionele foto-belichtingstools zodat we veel nauwere spoorbreedtes en voor- naar achterregistratie kunnen bereiken. Laserboorapparatuur vereist voor veel van de verschillende materialen omdat mechanisch snijden burr, ongespannen weefsel of zelfs verkleuring door hitte achterlaat. Dit helpt ons ook ervoor te zorgen dat we klanten bij elke bestelling die ze bij ons plaatsen, microvia's van de beste kwaliteit leveren.

Standaardprocedures van RF- en Microgolf printplaatmontage

Bijna alle printplaatmontagebedrijven en fabrikanten bieden momenteel standaard printplaten aan die in veel elektronische producten worden ingezet. Maar ze hebben mogelijk niet allemaal de capaciteit om RF- en microgolf printplaten te bereiden. Uitgebreide interesse in elektronische apparaten en nieuwe ontwikkelingen hebben bijgedragen aan uitgebreide vooruitgang in deze printplaten. Hieronder volgt een lijst van enkele belangrijke overwegingen die worden gegeven bij het maken van deze printplaten.

RF microgolf printplaat wordt vervaardigd met behulp van kwaliteitsmaterialen zoals hoogwaardig FR4, keramiekgevuld koolwaterstof, onder andere. Deze materialen zijn populair omdat ze vrij dik zijn en gemakkelijk in tal van vormen gebogen kunnen worden. Ze hebben een gewenste specificatie voor de thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE). Deze materialen helpen bij het bieden van een stabiele printplaatstructuur waarvan de functionaliteit verbeterd is onder extreme omstandigheden.

Het materiaal dat wordt gebruikt in RF- en microgolf printplaten moet de prestaties van de printplaat garanderen onder alle soorten ongunstige omstandigheden.

HT-materialen betekenen dat hoge laagaantallen haalbaar zijn, inclusief zeer fijne geometrieën en gedetailleerde patronen.

Laserequipment is ook opgenomen in deze printplaten voor beeldvorming, naast gebruik voor het verkrijgen van een smalle traceerbreedte.