Fabricație PCB Rogers High Dk

Întrucât telecomunicațiile 5G, telemetria aerospațială și sistemele radar auto de 77 GHz necesită o miniaturizare a circuitelor din ce în ce mai agresivă, inginerii hardware sunt forțați să utilizeze substraturi cu constante dielectrice (Dk) mai mari. În ingineria RF, dimensiunea fizică a unui circuit rezonant este invers proporțională cu rădăcina pătrată a Dk-ului substratului. Cu toate acestea, selectarea unui compozit cu Dk ridicat dintr-o fișă tehnică este doar primul pas. Adevărata provocare inginerească constă în înțelegerea modului în care aceste materiale avansate se comportă în fabrică.

Substraturi diferite de înaltă frecvență - chiar și cele cu proprietăți electrice identice - reacționează extrem de diferit în timpul prelucrării CNC, prin metalizare și laminare multistrat. În calitate de producător specializat de plăci cu circuite imprimate RF, Highleap Electronics a dezvoltat acest ghid tehnic pentru a vă ajuta să navigați prin opțiunile noastre avansate de materiale laminate pentru PCB . Prin înțelegerea realităților unice de fabricație ale seriei Rogers RO3000®, RO4360G2™ și TMM10i™, vă puteți asigura că următorul dvs. design de microunde este atât stabil din punct de vedere electric, cât și producibil în masă, fără depășiri neașteptate de costuri.

Solicitați o ofertă Rogers DFM și Fabricație

Seria RO3000: Echipamente robuste din PTFE pentru pierderi extrem de reduse

Seria Rogers RO3000 este construită pe un compozit de politetrafluoroetilenă (PTFE) umplut cu ceramică. PTFE este legendar în industria microundelor pentru factorul său de disipație (Df) incredibil de scăzut, ceea ce înseamnă că transformă aproape zero energie de semnal în căldură irosită. Prin modificarea densității umpluturii ceramice, Rogers oferă diferite opțiuni Dk pentru nevoi specifice de miniaturizare.

Pentru radarele auto de evitare a coliziunilor de 77 GHz și pentru proiectele cu unde milimetrice unde conservarea semnalului este critică, inginerii specifică de obicei Rogers RO3035. Dk-ul său de 3.50 oferă o abordare echilibrată, oferind un coeficient termic scăzut de Dk (TCDk) care previne „strângerea” fasciculului radar în timpul vremii extreme. CTE-ul său pe axa Z de 24 ppm/°C se potrivește îndeaproape cu cuprul, asigurând fiabilitatea via multistrat.

Când amprenta fizică trebuie comprimată și mai mult - cum ar fi în cazul amplificatoarelor de putere sub 6 GHz sau al antenelor GPS patch - Rogers RO3006 oferă un Dk de 6.15. Pentru cele mai extreme cerințe de miniaturizare, cum ar fi filtrele de telemetrie aerospațiale și LNB-urile pentru satelit în bandă X, Rogers RO3010 împinge limita cu un Dk masiv de 10.2.

RO4360G2: Ocolirea blocajului din PTFE

Pentru a rezolva coșmarurile legate de fabricație asociate cu teflonul, Rogers a dezvoltat o abordare chimică complet diferită. Rogers RO4360G2 oferă exact aceleași beneficii de miniaturizare (Dk 6.15) ca RO3006, dar este formulat folosind o rășină ceramică termorezistentă pe bază de hidrocarburi armată cu sticlă.

Deoarece nu este PTFE, nu se topește și nu se întinde pe straturile interne de cupru în timpul găuririi CNC. Poate fi depătit și placat folosind linii standard de chimie a permanganatului FR-4. Această „procesabilitate FR-4” reduce drastic timpii de producție și scade prețul prototipului în comparație cu laminatele tradiționale pentru microunde.

În plus, RO4360G2 are o cinetică de întărire compatibilă și temperaturi de tranziție vitroasă (Tg) similare cu rășinile epoxidice standard. Acest lucru îl face campionul incontestabil al stivuirilor hibride multistrat eficiente din punct de vedere al costurilor. Highleap Electronics utilizează în mod curent RO4360G2 pe straturile exterioare (L1-L2) pentru rutarea RF 5G, utilizând în același timp intern FR-4 High-Tg, cu cost redus, pentru logica digitală și distribuția energiei. Prin aplicarea unor rețete precise, asimetrice, de rampă termică în timpul ciclului de laminare a presei, co-întărim cu succes aceste materiale diferite fără a induce deformare asimetrică (efectul de „ciop de cartof”).

TMM10i: Previzibilitate izotropă vs. Realitatea prelucrării

Majoritatea laminatelor de înaltă frecvență utilizează o țesătură din fibră de sticlă pentru suport structural. Acest lucru creează un efect anizotrop, ceea ce înseamnă că constanta dielectrică diferă ușor în funcție de faptul că semnalul se deplasează de-a lungul axei X, Y sau Z. Pentru structurile complexe de ghid de undă 3D și filtrele cavitare cu toleranță strânsă, această imprevizibilitate degradează performanța.

Rogers TMM10i elimină complet fibra de sticlă. Este o rășină termorezistentă cu legături strânse, umplută cu ceramică, oferind un Dk de 9.80 cu o stabilitate izotropă perfectă. Se comportă exact ca o piesă rigidă de ceramică de alumină. Pentru un design termorezistent cu Dk ridicat, fabricarea plăcilor RF compacte TMM13i oferă un caz de procesare diferit față de construcțiile pe bază de PTFE.

Totuși, acest material reprezintă provocarea supremă în prelucrarea mecanică. Densitatea extremă a ceramicii va distruge burghiele standard din carbură de tungsten în mai puțin de 100 de lovituri. Dacă o fabrică încearcă să împingă un burghiu tocit prin TMM10i pentru a economisi costurile cu sculele, aceasta va induce fracturi microscopice (micro-fisură) de-a lungul pereților via. În timpul reflowării SMT, substanțele chimice prinse în aceste micro-fisuri vor fierbe și vor sufla placarea de cupru direct de pe peretele via. Prelucrarea TMM10i necesită ca fabricile să impună limite stricte de lovire a burghiului, să reducă turația axului și să utilizeze freze speciale cu tăiere diamantată pentru a preveni fracturarea substratului fragil la marginile plăcii.

Comparație Master DFM: Chimie de bază și factori de cost

Selectarea unui substrat cu Dk ridicat este un exercițiu de echilibrare a necesității electrice cu realitatea de fabricație. Tabelul de mai jos prezintă principalele diferențe care determină complexitatea și costul fabricației.

Fabricație la cheie pentru PCB-uri de înaltă frecvență

O placă Dk 10.2 ar putea simula perfect în HFSS, dar dacă lanțul dvs. de aprovizionare nu poate gestiona desmearingul precis cu plasmă, gravarea urmelor ultra-înguste și lipirea SMT fără goluri, produsul fizic va eșua pe teren.

Deoarece PTFE-ul moale și termorezistentele ceramice fragile sunt foarte susceptibile la deteriorarea prin manipulare, mutarea acestor plăci neacoperite între un producător și o unitate de asamblare separată crește dramatic riscul de contaminare, schimbări de impedanță și ciobire a marginilor. La Highleap Electronics, eliminăm acest risc acționând ca producător unic.

Tranziționăm proiectul dumneavoastră fără probleme de la liniile noastre avansate de fabricație a plăcilor goale de înaltă frecvență direct în instalațiile noastre de asamblare SMT de precizie. Utilizând imagistica directă cu laser (LDI) pentru lățimi exacte ale urmelor și inspecție 3D cu raze X (AXI) pentru împământare termică fără goluri sub componentele RF de mare putere, ne asigurăm că modulele dumneavoastră MIMO masive sau radar funcționează exact așa cum au fost prevăzute. Contactați astăzi echipa noastră de ingineri pentru a revizui fișierele Gerber și configurația stivuirii.