Šiandien sparčiai besivystančioje belaidžio ryšio, 5G ir radaro programose RF grandinės dizaino sudėtingumas kiekvieną dieną didėja. Tačiau per didelis signalo silpnėjimas gali tiesiogiai sukelti nepakankamą sistemos ryšio biudžetą, sutrumpinti ryšio atstumą ir padidinti bitų klaidų lygį. Tinkamos substrato medžiagos pasirinkimas yra atskaitos taškas, kad išspręstumėte šią problemą irPtfeLapas (politetrafluoreetilenas) yra neabejotinai vienas ryškiausių atstovų.
1, pagrindinė PCB praradimo priežastis: ne tik laidininko praradimas
Paprastai PCB nuostolius padalijame į dvi pagrindines dalis:
Laidininko praradimas: šiluminis nuostolis, kurį sukelia laidininko atsparumas (ypač odos efektas aukštais dažniais), kai srovė teka viela. Vario folijos paviršiaus šiurkštumas yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos laidininko nuostoliui. Grubus vario paviršius padidina dabartinio kelio efektyvųjį ilgį ir taip padidina nuostolius.
Dielektrinės nuostoliai: tai yra pagrindinis nuostolių šaltinisAukštas - dažnisparaiškos. Tai energija, kurią sukuria ir sunaudoja molekulių poliarizacija ir trintis dielektrinėse medžiagose, veikiant kintamąjį elektrinį lauką. Jo dydis nustatomas pagal pagrindinį nuostolių liestinės parametrą (DF arba TAN δ). Kuo didesnė DF vertė, tuo didesnis dielektrinės nuostoliai.
Už paprastąFr-4Medžiagos, jų DF vertė paprastai yra apie 0,02, todėl dažnių juostoje virš GHz gali atsirasti nepriimtinų nuostolių. Norint pasiekti puikų RF grandinės dizaino našumą, reikia pasirinkti specialias medžiagas, kurių DF vertės yra ypač mažos.
2, Kodėl „PTFE“ plokštė yra idealus pasirinkimas RF programoms?
„PTFE“ plokštė tapo kertiniu aukšto - našumo RF grandinės dizainu dėl puikaus aukšto - dažnio našumo.
Ypač mažas dielektrinių nuostolių (DF): grynos PTFE medžiagos DF vertė yra ypač maža (gali būti net 0,0009), daug pranašesnė už FR-4. Tai reiškia, kad energijos susilpnėjimas, kurį patiria pati terpė, perduodant signalą, yra labai mažas, o signalo stiprumą galima išlaikyti maksimaliai.
Stabili dielektrinė konstanta (DK): PTFE lapo DK vertė labai mažai keičiasi dažniu ir gali išlaikyti didelę nuoseklumą tarp skirtingų partijų. Tai labai svarbu siekiant tikslios varžos kontrolės, išvengiant signalo atspindžio ir iškraipymų, kuriuos sukelia DK svyravimai.
Puikus šiluminis stabilumas: PTFE medžiaga turi labai žemą šiluminio išsiplėtimo koeficientą, kuris gali išlaikyti stabilias elektrines ir mechanines savybes plačiame temperatūros diapazone, užtikrinant produkto patikimumą įvairiose aplinkose.
Įprasti komerciniai PTFE lakštai yra „Rogers 'Ro3000 ®“, „Ro4000 ®“ serijos ir „Taconic's Ty“ serijos ir kt. Šie produktai paprastai užpildyti keraminiais ar stiklo pluoštais gryname PTFE, kad pagerintų jų mechanines savybes ir palengvintų apdorojimą.
3, PTFE plokštelių pasirinkimo ir apdorojimo praktiniai taškai
Nors PTFE lakštai pasižymi puikiais rezultatais, jų unikalios fizinės ir cheminės savybės taip pat kelia apdorojimo iššūkius. Nepaisydami šių pagrindinių punktų, taip pat gali būti rimtas PCB praradimas ar produkto gedimas.
Gręžimo ir skylių metalizavimas: PTFE medžiaga yra palyginti minkšta ir yra linkusi į „gręžimo užteršimą“ gręžiant. Norint užtikrinti švarias skylių sienas, reikia optimizuoti gręžimo ir frezavimo parametrai bei griežti desmear cheminiai procesai, pasiekti gerą skylės metalizaciją ir išvengti sujungimo patikimumo problemų.
Vario folijos sukibimas: lygų PTFE paviršių nėra lengva susieti su vario folija. Aukščiausios klasės PTFE lakštai naudoja specialius paviršiaus apdorojimo procesus (pvz., Cheminį ėsdinimą), kad padidintų vario folijos sukibimą. Projektavimo metu patartina vengti naudoti didelius vario folijos plotus aplinkoje, kurioje yra sunki virpesiai, kad būtų išvengta delaminacijos.
Impedancijos valdymo tikslumas: būtent dėl stabilios PTFE DK DK yra didesni reikalavimai, atsižvelgiant į apdirbimo tikslumą. Lentos gamykla turi griežtai valdyti linijos plotį, tarpus ir dielektrinį sluoksnį. Bet koks nuokrypis turės įtakos galutinei varžos vertei ir taip sukels signalo atspindžio praradimą.
Drėgmės absorbcija: Kai kurios PTFE kompozicinės medžiagos turi tam tikrą drėgmės absorbciją. Prieš surinkimą, PCB turėtų būti kepamas, kad būtų išvengta delaminacijos ar „lentų sprogimo“, kurį sukelia drėgmės garinimas, kai refluzuojant litavimąsi aukštoje temperatūroje.