Rogers TMM13i Leiterplattenhersteller für ultraminiaturisierte HF-Substrate

TMM13i kommt zum Einsatz, wenn Mikrowellenschaltungen sehr klein sein müssen und der Entwickler ein nahezu isotropes, hochdichtes Duroplast-Substrat benötigt. Das Material ermöglicht die Komprimierung von Resonatoren, Filtern, Patchantennen und Anpassungsnetzwerken. Der elektrische Vorteil lenkt den Fokus jedoch auf die Bearbeitung, die Bezugspunkte, die Oberflächendicke und die Änderungskontrolle in der Produktion.

Highleap Electronics fertigt TMM13i-Substrate und Leiterplattenbaugruppen für kompakte HF-Module. Die Fertigung erfolgt eher wie bei einer Präzisionsmikrowellenkomponente als bei einer herkömmlichen Leiterplatte.

Welche Änderungen bringt der TMM13i in einem ultraminiaturisierten HF-Design?

Ein sehr hoher Dk-Wert reduziert die Wellenlänge des geführten Feldes und ermöglicht die Realisierung flächensparenderer verteilter Strukturen. Nahezu isotropes Verhalten ist vorteilhaft, wenn sich das elektromagnetische Feld in mehrere Richtungen ausbreitet und mit einem Gehäuse, einem Hohlraum oder nahegelegenem Metall interagiert. Der Nachteil besteht darin, dass ein kleiner absoluter Fehler einen großen Anteil am Endergebnis ausmacht.

Die Toleranz muss als RF-Budget zugewiesen werden.

Die zulässige Frequenz- oder Impedanzverschiebung muss auf Material-Dk, Dicke, Ätzung, Bearbeitung, Oberflächenbeschaffenheit, Gehäuse und Montage aufgeteilt werden. Die Anwendung einer einzigen allgemeinen Leiterplattentoleranz zeigt nicht, welche Variable die Toleranz verringert.

Präzisionsbearbeitung und Metallisierung für TMM13i-Module

Die HF-Konstruktion, die gefräste Kontur, die Aussparungen, die Befestigungselemente und das Gehäuse sollten ein gemeinsames Bezugssystem verwenden. Highleap überprüft die Bearbeitungsreihenfolge, um sicherzustellen, dass beim Fräsen oder Bohren die für die spätere Prüfung benötigte Referenz nicht zerstört wird. Kleine Strukturen erfordern unter Umständen spezielle Unterstützung und Werkzeugauswahl, um die Kantenqualität zu gewährleisten.

Haftpads und selektive Oberflächenbehandlungen

Drahtbondflächen, Chipbefestigungsbereiche und kleine Kopplungselemente dürfen keine nicht spezifizierte Oberflächenbehandlung erhalten. Die Oberflächenbehandlung muss dem Montageverfahren entsprechen, und ihre Dicke ist in die Geometrieplanung einzubeziehen. Durch selektive Oberflächenbehandlung können hoch-Q-HF-Strukturen von unnötigem Metall befreit und gleichzeitig eine geeignete Bondbarkeit an anderen Stellen gewährleistet werden.

Highleap's Drahtbonden auf Leiterplatten Die Leitlinien sind relevant, wenn TMM13i als Basis für ein hybrides Mikrowellenmodul dient.

Temperatur, Gehäuseinteraktion und keramikähnliche Anwendungen

TMM13i kann in einigen kompakten Mikrowellenprodukten mit Keramiksubstraten konkurrieren, ist aber kein direkter Ersatz dafür. Mechanische Steifigkeit, Metallisierung, Wärmeleitfähigkeit, Bearbeitung und Montage unterscheiden sich. Bei der Auslegung sollte das gesamte Modul und nicht nur der Dk-Wert berücksichtigt werden.

Wo das Material passt

Typische Anwendungsgebiete sind Miniaturresonatoren, Schmalbandfilter, kompakte Patchantennen, Anpassungsnetzwerke und eng bestückte Mikrowellenmodule. Das Material ist weniger geeignet, wenn eine große Bandbreite und großzügige Fertigungsgeometrien wichtiger sind als die Größe.

Einen umfassenderen Vergleich mit keramischen Verfahren finden Sie unter Keramik-Leiterplatte versus organische Leiterplatte.

Änderungsmanagement für die Produktion der Leiterplatte TMM13i

Bei sehr hohen Dk-Werten kann bereits eine scheinbar geringfügige Änderung der Dicke, des Kupfers, der Oberflächenbeschaffenheit oder der Bearbeitung das HF-Verhalten beeinflussen. Die freigegebene Ausführung sollte daher die genaue Materialzusammensetzung, die kritischen Abmessungen, die Oberflächenbeschaffenheit, die Gehäuseschnittstelle und die Qualifizierungsdaten enthalten. Jede Abweichung vom Originalmodell ist mit diesem abzugleichen.

Prototyp- und Qualifizierungspaket

Highleap liefert Maßberichte für Erstmuster, Querschnitte, elektrische Prüfungen und kundenspezifische HF-Korrelationen. Nach Festlegung des Bond-, Chip- oder SMT-Prozesses kann die Bauteilmontage auf Prototypen-, Kleinserien- und Serienfertigung folgen.

TMM13i-Fragen

Ist TMM13i einfach eine kleinere Version von TMM4? Nein. Der sehr hohe Dk-Wert verändert die Geometrie, die Toleranzempfindlichkeit und die Wechselwirkung mit dem Gehäuse.

Kann die Oberflächenbehandlung nach dem Tuning noch geändert werden? Durch eine Änderung der Oberflächenbeschaffenheit können sich kleine Unebenheiten und Spalten verändern, daher sollte dies überprüft und erneut geprüft werden.