การผลิตแผงวงจรพิมพ์ AD300

แผงวงจรพิมพ์ Rogers AD300 PCBสร้างขึ้นบนวัสดุเคลือบ AD300-series ของบริษัท Rogers Corporation ซึ่งเป็นวัสดุพื้นฐานที่ทำจาก PTFE เสริมด้วยใยแก้วและเติมเซรามิก ออกแบบมาสำหรับงานเสาอากาศที่ต้องการประสิทธิภาพการลดการรบกวนระหว่างคลื่นความถี่ (PIM) และการสูญเสียสัญญาณต่ำเป็นข้อกำหนดหลักในการออกแบบ รุ่นที่ผลิตในปัจจุบันคือ AD300D ซึ่งเข้ามาแทนที่ AD300C รุ่นก่อนหน้าในโครงการเสาอากาศเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่แล้ว

วัสดุนี้อยู่ในกลุ่ม AD Series ของ Rogers ซึ่งเป็นกลุ่มวัสดุเคลือบคุณภาพสูงสำหรับเสาอากาศ โดยมีค่า Dk ตั้งแต่ 2.50 (AD250C) ถึง 3.50 (AD350A) ทำให้วิศวกรด้านเสาอากาศสามารถเลือกค่า Dk ของวัสดุรองรับที่เหมาะสมที่สุดสำหรับระยะห่างขององค์ประกอบ ขนาดของเครือข่ายป้อนสัญญาณ และความกว้างของลำแสง สำหรับความถี่ในการทำงานและรูปแบบของอุปกรณ์

1) วัสดุ PCB ของ Rogers AD300 คืออะไร

Rogers AD300 เป็นลามิเนตที่ใช้ PTFE เป็นส่วนประกอบหลัก โดยใช้สารเติมแต่งเซรามิกเพื่อควบคุมค่าคงที่ไดอิเล็กตริก และเสริมแรงด้วยใยแก้วทอเพื่อความเสถียรของขนาด แตกต่างจากลามิเนตไฮโดรคาร์บอน-เซรามิก (เช่น ซีรี่ส์ RO4000) AD300 ใช้ระบบเรซินฟลูออโรโพลีเมอร์ ซึ่งทำให้มีลักษณะการประมวลผลที่แตกต่างออกไป — โดยต้องใช้การขจัดคราบด้วยพลาสมาหรือการกัดด้วยโซเดียมสำหรับการเคลือบโลหะผ่านรูเชื่อมต่อ แทนที่จะใช้การขจัดคราบด้วยด่างแบบมาตรฐาน

วัสดุนี้ได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงประสิทธิภาพหลักสามประการ ได้แก่ การควบคุมค่า Dk เพื่อให้ได้ขนาดเสาอากาศที่คาดการณ์ได้ การสูญเสียต่ำเพื่อประสิทธิภาพของเสาอากาศสูง และการลดการรบกวนระหว่างคลื่นความถี่แบบพาสซีฟสำหรับโครงสร้างพื้นฐานแบบหลายคลื่นความถี่ ควรนำข้อกำหนดวัสดุขั้นสุดท้ายไปใช้ในการตรวจสอบผู้จำหน่ายและใบเสนอราคาตามมาตรฐาน AD300เพื่อยืนยันความพร้อมใช้งานและขอบเขตการตรวจสอบก่อนทำการสั่งซื้อ

สำหรับวิศวกรที่ทำงานเกี่ยวกับ การออกแบบ PCB ความถี่สูง AD300 มีบทบาทเฉพาะเจาะจง: แม้จะไม่ใช่วัสดุ Rogers ที่มีการสูญเสียต่ำที่สุด แต่ก็ให้คุณสมบัติที่ผสมผสานกันระหว่างการลด PIM ความเสถียรของมิติ และความสามารถในการแปรรูป PTFE ซึ่งเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันโครงสร้างพื้นฐานเสาอากาศ

2) ซีรี่ส์ AD300: คำอธิบาย AD300C, AD300D และ AD300A

รหัสผลิตภัณฑ์ AD300 ครอบคลุมผลิตภัณฑ์สามรูปแบบที่มีส่วนผสมแตกต่างกัน:

AD300Cเป็นรุ่นผลิตดั้งเดิม โดยกำหนดเป้าหมายค่า Dk ของซีรีส์ไว้ที่ประมาณ 3.00 และโครงสร้าง PTFE/เซรามิก/แก้ว ซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของตระกูล AD300

AD300Dเป็นมาตรฐานการผลิตในปัจจุบันและเป็นรุ่นที่ระบุไว้ในการออกแบบใหม่ส่วนใหญ่ การปรับปรุงที่สำคัญเหนือกว่า AD300C ได้แก่ การปรับปรุงความคลาดเคลื่อนของค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและการตอบสนอง PIM ที่เหมาะสมที่สุด เมื่อวิศวกรและผู้ผลิตกล่าวถึง "Rogers AD300 PCB" ในโครงการที่กำลังดำเนินการอยู่ พวกเขามักหมายถึง AD300D เป็นส่วนใหญ่

AD300Aเป็นสูตรปรับปรุงรุ่นที่สอง ซึ่งแตกต่างจาก AD300C ในด้านค่าตัวประกอบการสูญเสีย (Df) ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) และค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของค่าคงที่ไดอิเล็กตริก (TCDk) AD300A ได้นำการปรับปรุงกระบวนการมาใช้ ซึ่งช่วยลดความแปรปรวนระหว่างล็อตการผลิต

สำหรับงานออกแบบใหม่ใดๆ ให้ระบุ AD300D สำหรับโปรแกรมเดิมที่ใช้ AD300C หรือ AD300A โปรดตรวจสอบกับผู้ผลิตว่ารุ่นต่างๆ สามารถใช้แทนกันได้หรือไม่สำหรับค่าความต้านทานเป้าหมายของคุณก่อนที่จะทำการเปลี่ยน

3) คุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลที่สำคัญ

ค่าทั้งหมดด้านล่างนี้เป็นค่าสำหรับ AD300D ซึ่งเป็นรุ่นที่ผลิตในปัจจุบัน โดยวัดตามวิธีการ IPC-TM-650 ที่ความถี่ 10 GHz และอุณหภูมิ 23°C เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น

คุณสมบัติสามประการที่กำหนดตำแหน่งของ AD300D ในกลุ่มวัสดุความถี่สูงได้แก่ ค่า Dk ที่ 2.94 ซึ่งควบคุมได้ดีด้วยความคลาดเคลื่อน ±0.05 ทำให้สามารถคาดการณ์ค่าอิมพีแดนซ์ได้ในแต่ละล็อตการผลิต ค่า Df ที่ 0.0021 ต่ำพอสำหรับการออกแบบเสาอากาศประสิทธิภาพสูง แต่ไม่รุนแรงเท่าวัสดุอย่าง RT/duroid 5880 (Df 0.0009) และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) ตามแกน Z ที่ 98 ppm/°C เป็นลักษณะเฉพาะของวัสดุที่ใช้ PTFE และต้องนำมาพิจารณาในการคำนวณความน่าเชื่อถือของวงจรแบบหลายชั้นด้วย

4) ประสิทธิภาพของ PIM: เหตุใดจึงเป็นตัวกำหนดแอปพลิเคชัน AD300

การรบกวนแบบอินเตอร์โมดูเลชันแบบพาสซีฟ (Passive Intermodulation หรือ PIM) เป็นปรากฏการณ์การบิดเบือนแบบไม่เชิงเส้นในส่วนประกอบแบบพาสซีฟ ซึ่งก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนที่ความถี่อินเตอร์โมดูเลชัน ในเสาอากาศสถานีฐานแบบหลายคลื่นความถี่ที่ส่งคลื่นความถี่ตั้งแต่สองคลื่นขึ้นไป ผลิตภัณฑ์ PIM อาจตกกระทบโดยตรงที่ความถี่รับ ทำให้ความไวของระบบและอัตราส่วนคลื่นความถี่ต่อสัญญาณรบกวนลดลง

เสาอากาศ Rogers AD300D สามารถลดระดับ PIM ได้ต่ำถึง -165 dBc เมื่อทดสอบโดยใช้วิธีการภายในของ Rogers บนแผ่นรองพื้นหนา 0.030 นิ้ว ที่ใช้ฟอยล์ทองแดง S1 แบบกลับด้าน ตัวเลขนี้ไม่ใช่ข้อกำหนดที่รับประกันได้ — ประสิทธิภาพ PIM ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากชนิดของฟอยล์ทองแดง การปรับสภาพพื้นผิว และรูปทรงเรขาคณิตของวงจร — แต่เป็นการกำหนดความสามารถของวัสดุสำหรับการออกแบบเสาอากาศสถานีฐาน

การเลือกใช้แผ่นฟอยล์ทองแดงเป็นตัวแปรสำคัญที่สุดใน PIM (Process Information Machine) AD300D มีให้เลือกใช้แผ่นฟอยล์สามแบบ:

• ทองแดง ED (electrodeposited) มาตรฐาน: ใช้งานได้ทั่วไป เหมาะสำหรับความต้องการ PIM ระดับปานกลาง
• ทองแดง ED ที่ผ่านการบำบัดแบบย้อนกลับ (ฟอยล์ S1): แนะนำสำหรับงานติดตั้งเสาอากาศที่ PIM เป็นข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ โดยให้ค่าอ้างอิงที่ -165 dBc
• แผ่นฟอยล์ทองแดงซีรีส์ IM: ตัวเลือกที่มีแรงยึดเกาะสูง เหมาะสำหรับงานที่ต้องการคุณสมบัติทางกลสูง

สำหรับการออกแบบเสาอากาศใดๆ ที่มีข้อกำหนด PIM ที่เผยแพร่แล้ว ให้ระบุแผ่นฟอยล์ทองแดงที่ผ่านการบำบัดแบบย้อนกลับ (S1) อย่างชัดเจน การใช้ทองแดง ED มาตรฐานโดยไม่เข้าใจผลกระทบของ PIM เป็นข้อผิดพลาดทั่วไปที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบที่วัดได้

5) แผงวงจรพิมพ์ Rogers AD300 ใช้ที่ไหนบ้าง

AD300D ได้รับการรับรองสำหรับการใช้งานเป็นเสาอากาศในช่วงความถี่ของระบบโทรศัพท์มือถือและระบบไร้สายเชิงพาณิชย์ ตัวอย่างการใช้งานที่ได้รับการบันทึกไว้ ได้แก่:

• เครือข่ายป้อนสัญญาณเสาอากาศสถานีฐาน: วงจรป้อนสัญญาณทำหน้าที่กระจายพลังงานจากตัวรับส่งสัญญาณไปยังองค์ประกอบเสาอากาศ ประสิทธิภาพ PIM ในวงจรป้อนสัญญาณส่งผลโดยตรงต่อระดับสัญญาณรบกวนของระบบเสาอากาศทั้งหมด
• ระบบเสาอากาศกระจาย (DAS): ระบบครอบคลุมสัญญาณภายในอาคารที่เสาอากาศหลายตัวใช้สัญญาณจากแหล่งกำเนิดเดียวกัน การสูญเสียสัญญาณต่ำและความเสถียรของ PIM เป็นสิ่งสำคัญสำหรับงบประมาณการเชื่อมต่อของระบบ
• เสาอากาศโทรศัพท์มือถือเชิงพาณิชย์: เสาอากาศแบบเซกเตอร์สำหรับโครงสร้างพื้นฐาน 4G LTE และ 5G ย่านความถี่ต่ำกว่า 6 GHz ซึ่งอยู่ภายใต้ข้อจำกัด PIM ตามกฎระเบียบ
• เสาอากาศแบบแพทช์สำหรับ GNSS, GPS และ SDAR: เสาอากาศกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำและเสาอากาศรับสัญญาณวิทยุผ่านดาวเทียม โดยที่ความสม่ำเสมอของค่า Dk ของวัสดุรองรับจะเป็นตัวกำหนดความเสถียรของจุดศูนย์กลางเฟส
• เสาอากาศกระจายเสียงดิจิทัล (DAB): เสาอากาศรับสัญญาณวิทยุย่านความถี่ VHF/UHF

โดยทั่วไปแล้ว AD300D ไม่ได้ถูกกำหนดให้ใช้กับงานคลื่นมิลลิเมตรที่ความถี่สูงกว่า 40 GHz เนื่องจากวัสดุอย่าง RT/duroid 5880 ที่มีค่า Df ต่ำกว่าจะให้ค่าความสูญเสียในการแทรก (insertion loss) ที่จำเป็น นอกจากนี้ยังไม่เหมาะสำหรับงานออกแบบกำลังสูงที่การนำความร้อนเป็นสิ่งสำคัญหลัก — งานดังกล่าวจะเหมาะสมกับตัวเลือกแผ่นลามิเนตที่มีค่า Dk สูงกว่าในซีรี่ส์ AD โดยเฉพาะ AD350A

6) AD300 เปรียบเทียบกับวัสดุอื่นๆ ในซีรีส์ AD ของ Rogers อย่างไร

ในซีรี่ส์ AD นั้น AD300D และ Rogers RO3035 (Dk 3.50 จากซีรี่ส์ RO3000) ครอบคลุมช่วง Dk ที่คล้ายกัน แต่มีปรัชญาการผลิตที่แตกต่างกัน AD300D ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการลด PIM ในขณะที่ RO3035 ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับพฤติกรรมไดอิเล็กทริกที่เสถียรในวงจรไมโครเวฟที่กว้างขึ้น ไม่มีตัวใดตัวหนึ่งใช้แทนกันได้ การเลือกที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับว่าการลด PIM หรือประสิทธิภาพไมโครเวฟที่กว้างขึ้นเป็นข้อกำหนดหลัก

Isola I-Tera MT40เป็นวัสดุทางเลือกที่ไม่ใช้ PTFE สำหรับนักออกแบบที่ต้องการประสิทธิภาพการสูญเสียต่ำ แต่ต้องการกระบวนการผลิตที่เข้ากันได้กับ FR4 วัสดุนี้ไม่มีคุณสมบัติ PIM เหมือนกับ AD300D แต่ช่วยขจัดข้อกำหนดเฉพาะในการผลิตที่ใช้ PTFE

7) ความสามารถในการผลิต PCB รุ่น Rogers AD300 ของ Highleap

Highleap Electronics ผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) รุ่น Rogers AD300 โดยใช้การควบคุมกระบวนการเฉพาะสำหรับ PTFE ได้แก่ การขจัดคราบพลาสมาสำหรับการเคลือบโลหะของรูเชื่อมต่อ การกัดด้วยกระแสไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยอิมพีแดนซ์ซึ่งได้รับการตรวจสอบโดยการวัดคูปอง TDR และการเลือกแผ่นฟอยล์ทองแดงที่ตรงกับข้อกำหนด PIM ของการออกแบบ

• วัสดุที่จัดเก็บ: AD300D พร้อมฟอยล์ทองแดง ED มาตรฐาน ฟอยล์ทองแดงแบบกลับด้าน (S1) และฟอยล์ทองแดงซีรี่ส์ IM
• การควบคุมอิมพีแดนซ์: ค่าความต้านทานควบคุม ±5% พร้อมการตรวจสอบด้วย TDR ในแผงควบคุมการผลิตทุกแผง
• ช่วงชั้น: โครงสร้างไฮบริด 2 ชั้นถึงหลายชั้น (ชั้นนอก AD300D พร้อมวัสดุแกนกลางที่เข้ากันได้)
• สภา: การประกอบ SMT แบบครบวงจร พร้อมโปรไฟล์การหลอมละลายเฉพาะ RF และการเชื่อมต่อ

สำหรับ โครงการ ผลิต PCBบนแพลตฟอร์ม AD300D โปรดส่งไฟล์ Gerber, ข้อมูลจำเพาะของโครงสร้างชั้นวัสดุ, เป้าหมายค่าความต้านทาน และข้อกำหนดของแผ่นทองแดง ทีมวิศวกรรมของเราจะทำการตรวจสอบ DFM ก่อนปล่อยสู่การผลิต เพื่อยืนยันว่ารูปทรงของลายวงจร โครงสร้างของรูเชื่อมต่อ และข้อกำหนดของทองแดงนั้นสอดคล้องกับ PIM และประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ต้องการ

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวัสดุและกระบวนการผลิต PCB สำหรับคลื่นความถี่วิทยุและไมโครเวฟโปรดดูแหล่งข้อมูลเฉพาะของเราเกี่ยวกับการเลือกวัสดุเคลือบ PCB หน้า บริการการผลิต PCB ความถี่สูง ของเรา ครอบคลุมวัสดุและขีดความสามารถของกระบวนการทั้งหมด

ขอใบเสนอราคาแผงวงจรพิมพ์ (PCB) รุ่น Rogers AD300

คำถามที่พบบ่อย (FAQs)

Rogers AD300C และ AD300D แตกต่างกันอย่างไร?

AD300C และ AD300D แตกต่างกันในค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและความหนาที่มีให้เลือกใช้งาน AD300D เป็นมาตรฐานการผลิตในปัจจุบัน โดยมีค่า Dk เท่ากับ 2.94 ± 0.05 ที่ 10 GHz AD300A เป็นสูตรการผลิตรุ่นที่สอง ซึ่งแตกต่างจาก AD300C ในค่า Df, CTE และ TCDk สำหรับงานออกแบบใหม่ ให้ระบุ AD300D AD300C เป็นรุ่นเก่าและควรระบุเฉพาะเมื่อต้องการรักษาความเข้ากันได้กับงานออกแบบที่ผ่านการรับรองที่มีอยู่แล้วเท่านั้น

ฉันควรใช้ค่า Dk ใดในการคำนวณค่าอิมพีแดนซ์บน Rogers AD300D?

ใช้ค่า Dk ที่ออกแบบไว้ที่ 2.94 ที่ 10 GHz สำหรับการจำลองอิมพีแดนซ์ โปรดทราบว่าค่า Dk ไม่คงที่ แต่จะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามความถี่และอุณหภูมิ Rogers แนะนำให้ตรวจสอบอิมพีแดนซ์บนแผงวงจรต้นแบบก่อนที่จะเริ่มการผลิต สำหรับการออกแบบไมโครสตริป ค่า Dk ที่มีประสิทธิภาพจะต่ำกว่าค่า Dk ของวัสดุหลักเนื่องจากมีบริเวณอากาศอยู่เหนือลายวงจร ให้ใช้แบบจำลองวัสดุของโปรแกรมจำลอง EM แทนการใช้ค่า Dk ของวัสดุหลักโดยตรง

การเลือกใช้แผ่นฟอยล์ทองแดงส่งผลต่อประสิทธิภาพ PIM บนแผงวงจรพิมพ์ Rogers AD300 อย่างไร?

การเลือกใช้แผ่นฟอยล์ทองแดงเป็นตัวแปรสำคัญที่สุดที่มีผลต่อประสิทธิภาพการลดเสียงรบกวน (PIM) ฟอยล์ทองแดง ED ที่ผ่านการบำบัดแบบย้อนกลับ (ฟอยล์ S1) เป็นมาตรฐานอ้างอิงสำหรับค่า PIM ที่ Rogers เผยแพร่ไว้ที่ -165 dBc โดยทั่วไปแล้ว ฟอยล์ทองแดง ED มาตรฐานจะให้ค่า PIM ที่สูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด ฟอยล์ซีรี่ส์ IM ให้ความแข็งแรงในการลอกที่สูงกว่า แต่มีประสิทธิภาพ PIM ใกล้เคียงกับ S1 หากการออกแบบของคุณมีข้อกำหนด PIM ให้ระบุฟอยล์ S1 (ที่ผ่านการบำบัดแบบย้อนกลับ) อย่างชัดเจนในหมายเหตุการผลิตของคุณเสมอ

สามารถใช้ Rogers AD300D ในโครงสร้างแบบหลายชั้นได้หรือไม่?

ใช่แล้ว AD300D สามารถใช้ในโครงสร้างหลายชั้นได้ โดยทั่วไปจะใช้เป็นชั้นนอกในโครงสร้างแบบไฮบริด เนื่องจากเป็นวัสดุที่มีส่วนประกอบของ PTFE การยึดติดระหว่าง AD300D กับวัสดุเคลือบอื่นๆ จึงต้องใช้วัสดุเชื่อมประสานที่เข้ากันได้และได้รับการตรวจสอบแล้วว่าสามารถยึดเกาะ PTFE กับพื้นผิวได้ดี ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) ตามแกน Z ที่ 98 ppm/°C จะต้องนำมาพิจารณาในการคำนวณความน่าเชื่อถือของรูทะลุที่เคลือบเมื่อใช้ AD300D ในโครงสร้างหลายชั้นหนาที่มีน้ำหนักทองแดงมาก

Rogers AD300D สามารถใช้งานร่วมกับชุดประกอบไร้สารตะกั่วได้หรือไม่?

ใช่แล้ว AD300D มีอุณหภูมิการสลายตัว (Td) สูงกว่า 500°C และได้รับการรับรองมาตรฐาน UL 94 V-0 ทำให้สามารถใช้งานร่วมกับกระบวนการบัดกรีไร้สารตะกั่วแบบมาตรฐานได้ (โดยทั่วไปอุณหภูมิสูงสุดอยู่ที่ 260°C) ฐานของวัสดุที่เป็น PTFE มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานค่อนข้างต่ำ และต้องใช้ความระมัดระวังในการจัดการ PTFE ตามมาตรฐานระหว่างการประกอบ (การจัดการอย่างสะอาดเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนบนพื้นผิวที่อาจส่งผลต่อความสามารถในการบัดกรี)