Výroba desek plošných spojů s vysokou hodnotou Dk Rogers

Vzhledem k tomu, že telekomunikace 5G, letecká telemetrie a automobilové radarové systémy s frekvencí 77 GHz vyžadují stále agresivnější miniaturizaci obvodů, jsou hardwaroví inženýři nuceni používat substráty s vyššími dielektrickými konstantami (Dk). Ve vysokofrekvenčním inženýrství je fyzická velikost rezonančního obvodu nepřímo úměrná druhé odmocnině Dk substrátu. Výběr kompozitu s vysokou Dk z datového listu je však pouze prvním krokem. Skutečnou inženýrskou výzvou je pochopení toho, jak se tyto pokročilé materiály chovají ve výrobní hale.

Různé vysokofrekvenční substráty – a to i ty se shodnými elektrickými vlastnostmi – reagují během CNC obrábění, metalizace a vícevrstvé laminace, velmi odlišně. Jako specializovaný výrobce plošných spojů pro vysokofrekvenční technologie vyvinula společnost Highleap Electronics tuto technickou příručku, která vám pomůže zorientovat se v našich pokročilých možnostech laminovaných materiálů pro plošné spoje . Pochopením jedinečných výrobních podmínek řady Rogers RO3000®, RO4360G2™ a TMM10i™ si můžete být jisti, že váš další návrh mikrovlnné trouby bude elektricky stabilní a hromadně vyráběný bez neočekávaného překročení nákladů.

Vyžádejte si cenovou nabídku na Rogers DFM a výrobu

Řada RO3000: PTFE pracovníci pro extrémně nízké ztráty

Řada Rogers RO3000 je vyrobena z keramicky plněného kompozitu z polytetrafluorethylenu (PTFE). PTFE je v mikrovlnném průmyslu legendární díky svému neuvěřitelně nízkému disipačnímu činiteli (Df), což znamená, že nepřeměňuje téměř žádnou energii signálu na zbytečné teplo. Změnou hustoty keramické výplně nabízí Rogers různé možnosti Dk pro specifické potřeby miniaturizace.

Pro automobilové radary pro předcházení kolizím s frekvencí 77 GHz a pro konstrukce milimetrových vln, kde je zachování signálu kritické, inženýři obvykle specifikují model Rogers RO3035. Jeho Dk 3.50 nabízí vyvážený přístup a poskytuje nízký tepelný koeficient Dk (TCDk), který zabraňuje „mžourání“ radarového paprsku za extrémního počasí. Jeho CTE v ose Z 24 ppm/°C se blíží mědi, což zajišťuje spolehlivost vícevrstvého propojení.

When the physical footprint needs to be compressed further—such as in sub-6 GHz power amplifiers or GPS patch antennas—Rogers RO3006 provides a Dk of 6.15. For the most extreme miniaturization demands, such as aerospace telemetry filters and X-band satellite LNBs, Rogers RO3010 posouvá hranice s masivním Dk 10.2.

RO4360G2: Obejití úzkého hrdla z PTFE

Aby společnost Rogers vyřešila noční můry spojené s výrobou teflonu, vyvinula zcela odlišný chemický přístup. Rogers RO4360G2 nabízí přesně stejné výhody miniaturizace (Dk 6.15) jako RO3006, ale je vyroben z termosetové pryskyřice na bázi uhlovodíkové keramiky vyztužené sklem.

Protože se nejedná o PTFE, netaví se a nerozmazává se na vnitřních vrstvách mědi během CNC vrtání. Lze jej odmastit a pokovit pomocí standardních linek pro manganistanovou chemii FR-4. Tato „zpracovatelnost FR-4“ drasticky zkracuje dodací lhůty a snižuje cenu prototypů ve srovnání s tradičními mikrovlnnými lamináty.

RO4360G2 navíc sdílí kompatibilní kinetiku vytvrzování a teploty skelného přechodu (Tg) se standardními epoxidovými pryskyřicemi. Díky tomu je nesporným šampionem v cenově efektivních hybridních vícevrstvých vrstvách. Společnost Highleap Electronics běžně používá RO4360G2 na vnějších vrstvách (L1-L2) pro 5G RF směrování, zatímco interně využívá levnější FR-4 s vysokou teplotou skelného přechodu (High-Tg) pro digitální logiku a distribuci energie. Aplikací přesných, asymetrických receptur tepelného přechodu během cyklu laminovacího lisu se nám daří společně vytvrzovat tyto odlišné materiály bez vyvolání asymetrické deformace (efekt „bramborového třísku“).

TMM10i: Izotropní předvídatelnost vs. realita obrábění

Většina vysokofrekvenčních laminátů využívá pro strukturální oporu tkanou tkaninu ze skelných vláken. To vytváří anizotropní efekt, což znamená, že dielektrická konstanta se mírně liší v závislosti na tom, zda se signál šíří podél osy X, Y nebo Z. U složitých 3D vlnovodových struktur a filtrů s úzkou tolerancí tato nepředvídatelnost snižuje výkon.

Rogers TMM10i zcela odstraňuje sklolaminát. Jedná se o vysoce zesítěnou termosetovou pryskyřici s keramickou výplní, která dosahuje Dk 9.80 s dokonalou izotropní stabilitou. Chová se přesně jako tuhý kus aluminové keramiky. Pro konstrukci s vysokým Dk z termosetu nabízí výroba kompaktních RF desek TMM13i odlišné možnosti zpracování než u konstrukcí na bázi PTFE.

Tento materiál však představuje největší výzvu pro mechanické obrábění. Extrémní hustota keramiky zničí standardní vrtáky z karbidu wolframu po méně než 100 zásahech. Pokud se továrna pokusí protlačit tupý vrták skrz TMM10i, aby ušetřila náklady na nástroje, způsobí mikroskopické praskliny (mikropraskání) podél stěn průchodu. Během SMT reflow se chemikálie zachycené uvnitř těchto mikroprasklin vaří a odfouknou měděný pokov ze stěny průchodu. Zpracování TMM10i vyžaduje, aby továrna vynucovala přísné limity zásahů vrtákem, snižovala otáčky vřetena a používala specializované diamantové frézy, aby se zabránilo lámání křehkého substrátu na okrajích desky.

Porovnání Master DFM: Základní chemie a faktory ovlivňující náklady

Výběr substrátu s vysokým Dk je cvičením v oblasti vyvážení elektrických potřeb a výrobní reality. Níže uvedená tabulka shrnuje hlavní rozdíly, které ovlivňují složitost výroby a náklady.

Výroba vysokofrekvenčních desek plošných spojů na klíč

Deska s vláknem DK 10.2 sice může dokonale simulovat HFSS, ale pokud váš dodavatelský řetězec nedokáže zvládnout přesné plazmové odstraňování šmouh, ultratenké leptání stop a SMT pájení bez dutin, fyzický produkt v praxi selže.

Protože měkký PTFE a křehké keramické termosety jsou vysoce náchylné k poškození při manipulaci, přesouvání těchto holých desek mezi výrobcem a samostatnou montážní halou dramaticky zvyšuje riziko kontaminace, posunů impedance a odštípnutí hran. Ve společnosti Highleap Electronics toto riziko eliminujeme tím, že jednáme jako výrobce z jednoho zdroje.

Váš projekt plynule převedeme z našich pokročilých linek na výrobu vysokofrekvenčních holých desek přímo do našich přesných SMT montážních zařízení. Využíváme laserové přímé zobrazování (LDI) pro přesnou šířku stop a 3D rentgenovou kontrolu (AXI) pro tepelné uzemnění bez dutin pod vysoce výkonnými RF komponenty, abychom zajistili, že vaše masivní MIMO nebo radarové moduly budou fungovat přesně tak, jak má. Kontaktujte ještě dnes náš technický tým a zkontrolujte své soubory Gerber a konfiguraci stohu.