I dagens snabbt utvecklande trådlös kommunikations-, 5G- och radarapplikationer ökar komplexiteten i RF -kretsdesignen dag för dag. Emellertid kan överdriven signaldämpning direkt leda till otillräcklig systemlänkbudget, förkortat kommunikationsavstånd och ökad bitfelfrekvens. Att välja ett lämpligt underlagsmaterial är utgångspunkten för att lösa detta problem ochPtfeark (polytetrafluoroetylen) är utan tvekan en av de mest framstående representanterna.
1, grundorsaken till PCB -förlust: inte bara ledarförlust
Vanligtvis delar vi upp PCB -förluster i två huvuddelar:
Ledarförlust: Den termiska förlusten orsakad av ledarens motstånd (särskilt hudeffekten vid höga frekvenser) när strömmen flyter i en tråd. Ytråheten hos kopparfolie är en nyckelfaktor som påverkar ledarförlust. En grov kopparyta ökar den effektiva längden på den nuvarande vägen och förvärrar därmed förlusten.
Dielektrisk förlust: Detta är den primära källan till förlust ihög - frekvensapplikationer. Det är den energi som genereras och konsumeras av polarisering och friktion av molekyler i dielektriska material under verkan av ett växlande elektriskt fält. Dess storlek bestäms av nyckelparametern för förlusttangenten (DF eller Tan Δ). Ju högre DF -värde, desto större är den dielektriska förlusten.
För vanligFr-4Material, deras DF -värde är vanligtvis cirka 0,02, vilket kan resultera i oacceptabla förluster i frekvensbandet ovanför GHz. För att uppnå utmärkt prestanda i RF -kretsdesign måste specialiserade material med extremt låga DF -värden väljas.
2, varför är PTFE -kort ett idealiskt val för RF -applikationer?
PTFE -kortet har blivit hörnstenen i High - Performance RF Circuit Design på grund av dess utmärkta höga - Frekvensprestanda.
Extremt låg dielektrisk förlust (DF): DF-värdet för rent PTFE-material är extremt lågt (kan vara så lågt som 0,0009), mycket överlägsen FR-4. Detta innebär att den energidämpning som genereras av mediet själv under överföringen av signalen är mycket liten och signalstyrkan kan maximalt upprätthållas.
Stabil dielektrisk konstant (DK): DK -värdet för PTFE -ark förändras mycket lite med frekvens och kan upprätthålla hög konsistens mellan olika partier. Detta är avgörande för att uppnå exakt impedanskontroll, undvika signalreflektion och distorsion orsakad av DK -fluktuationer.
Utmärkt termisk stabilitet: PTFE -material har en mycket låg termisk expansionskoefficient, som kan upprätthålla stabila elektriska och mekaniska egenskaper över ett brett temperaturintervall, vilket säkerställer produktens tillförlitlighet i olika miljöer.
Vanliga kommersiella PTFE -ark inkluderar Rogers 'RO3000 ®, RO4000 ® -serie och Taconic's Ty -serie, etc. Dessa produkter är vanligtvis fyllda med keramiska eller glasfibrer i ren PTFE för att förbättra deras mekaniska egenskaper och underlätta bearbetning.
3, praktiska punkter för att välja och bearbeta PTFE -plattor
Även om PTFE -ark har utmärkt prestanda, utgör deras unika fysiska och kemiska egenskaper också behandlingsutmaningar. Att försumma dessa viktiga punkter kan också leda till allvarlig PCB -förlust eller produktfel.
Borrning och hålmetallisering: PTFE -material är relativt mjukt och benäget att "borra fouling" under borrning. Optimerade borrning och fräsningsparametrar och strikta desmear kemiska processer krävs för att säkerställa rena hålväggar, uppnå god hålmetallisering och undvika sammankopplingar på tillförlitlighet.
Kopparfolieadhesion: Den släta PTFE -ytan är inte lätt att binda med kopparfolie. PTFE -ark med high end använder speciella ytbehandlingsprocesser (såsom kemisk etsning) för att öka vidhäftningen av kopparfolie. Under designen är det tillrådligt att undvika att använda stora områden med kopparfolie i miljöer med allvarliga vibrationer för att förhindra delaminering.
Impedanskontrollnoggrannhet: Det är just på grund av den stabila DK för PTFE att högre krav ställs på bearbetningsnoggrannhet. Styrfabriken måste strikt kontrollera linjens bredd, linjavstånd och dielektriskt skikttjocklek. Varje avvikelse kommer att påverka det slutliga impedansvärdet och därmed införa signalreflektionsförlust.
Fuktsabsorption: Vissa PTFE -sammansatta material har en viss grad av fuktabsorption. PCB bör bakas före montering för att förhindra delaminering eller "kortexplosion" orsakad av fuktförångning under återflödeslödning vid höga temperaturer.