Wat gebeurt er als je het soldeermasker verwijdert, het zijdefilter verwijdert en zelfs het glasvezeldoek van het substraat verwijdert?hoogfrequente prestaties.
Vandaag kijk ik naar een tweelaags stijf PCB gebouwd op TFA294 een PTFE-keramisch composiet uit de TFA-serie.vermindert de anisotropie, en levert een dissipatiefactor van slechts 0,0010 bij 10 GHz.
PCB-overzicht: Eenvoudige structuur, serieuze intentie
Het bord meet 97,53 mm bij 100,28 mm. De afgeronde dikte is 1,1 mm, met 1 oz koper op beide buitenste lagen (ongeveer 35 μm).en het kleinste geboorde gat is 0Er zijn geen blinde vias, de dikte is 20 μm en elk bord wordt voor verzending 100% elektrisch getest.
De oppervlakte afwerking is Immersion Gold een solide, betrouwbare keuze voor RF-werkzaamheden.
Net als verschillende ontwerpen die ik onlangs heb behandeld, heeft dit bord geen soldeermasker en geen zijde-scherm aan beide zijden.de onzekerheid wegnemen.
TFA294: Een ander soort PTFE-laminaat
Laat me me nu concentreren op het materiaal, omdat TFA294 echt anders is dan de meeste PTFE-based laminaat op de markt.
De TFA-serie maakt gebruik van een dielektrische laag die bestaat uit PTFE-hars en keramiek.Traditionele PTFE-laminaten zoals RT/duroid worden versterkt met geweven glasvezelDat glasversterking doet twee dingen: het voegt mechanische sterkte toe, maar het introduceert ook microscopische inhomogeniteiten.Ze verspreiden en vervormen.Het effect is klein, maar bij hogere frequenties en bij gevoelige toepassingen is het van belang.
TFA elimineert de glasvezel volledig. In plaats daarvan gebruikt het een nieuw proces om prepregplaten te maken met gelijkmatig verspreide nano-ceramica. Het resultaat is een materiaal met minimale X/Y/Z anisotropie.De elektrische eigenschappen zijn in alle richtingen hetzelfde.Geen glasvezel effect, geen onverwachte variaties.
Elektrische prestaties: laag verlies, stabiel Dk
Voor TFA294 zijn de cijfers indrukwekkend.
Bij 10 GHz is de dielektrische constante (Dk) 2.94Bij 20 GHz is de dissipatiefactor (Df) slechts 0,0010 0012Dit materiaal eet je signaal niet op, zelfs niet bij millimetergolffrequenties.
De temperatuurcoëfficiënt van dielektrische constante (TCDK) is -5 ppm/°C in het bereik van -55°C tot 150°C.veel standaard RF-materialen hebben TCDK-waarden tussen -20 en -50 ppm/°CEen TCDK van -5 ppm/°C betekent dat de dielektrische constante nauwelijks beweegt met de temperatuur.
Thermische en mechanische eigenschappen
De thermische en mechanische getallen zijn even solide.
De coëfficiënten van thermische uitbreiding zijn 18 ppm/°C op zowel de X- als de Y-as, en 32 ppm/°C op de Z-as. De X/Y-waarden komen zeer goed overeen met koper.Deze nauwe match vermindert de spanning op geplateerde door-gaten en oppervlakte montage pads tijdens thermische cycling.
De thermische geleidbaarheid is 0,59 W/m·K. Dat is ongeveer het dubbele van de standaard FR-4, wat helpt bij de vermogensafvoer in versterker- of voedingsnettoepassingen.
De vochtopname is slechts 0,03 procent - uiterst laag. PTFE-materialen zijn van nature hydrofobisch, en de keramische belasting verandert daar niets aan.Dit bord zal een stabiele prestaties te behouden, zelfs in vochtige omgevingen.
De ontvlambaarheid is UL 94-V0, die voldoet aan de standaard veiligheidsvereisten voor de meeste lucht- en ruimtevaart- en defensietoepassingen.
Waarom geen glasvezel van belang is
Ik wil een ogenblik besteden aan de glazen constructie, omdat het echt belangrijk is.
Traditionele PTFE/keramische laminaten gebruiken glasvezelstof als versterking.Als een elektromagnetische golf over het bord reistBij lagere frequenties is het verwaarloosbaar. Bij microwave-frequenties en hoger, is het effect van het glas niet merkbaar. Bij microwave-frequenties en hoger is het effect van het glas niet merkbaar.het kan faseverschillen veroorzaken in een array een ramp voor gefasiseerde array antennes.
Door de glasvezel volledig te verwijderen, elimineert TFA294 dit probleem.Elke patch antenne in een gefasiseerde array ziet dezelfde elektrische omgevingDe fase consistentie verbetert, de straalvorming wordt nauwkeuriger.
De combinatie van ultra-lage verliezen, stabiele Dk over temperatuur, gecoördineerde CTE met koper en glasvrije constructie maakt dit materiaal geschikt voor toepassingen waar storing geen optie is:ruimtevaartapparatuur, radar, satellietcommunicatie en navigatiesystemen.
Typische toepassingen
- Ruimtevaartapparatuur, ruimtesystemen, cabine-elektronica en vliegtuigen
- Microwavecircuits, antennes en fasegevoelige antennes
- Vroege waarschuwingsradarsystemen en luchtradarsystemen
- Antennen met een fasearray en beamforming netwerken
- Satellietcommunicatie- en navigatieapparatuur
- Versterkers van vermogen
Een paar praktische opmerkingen
Voordat je dit ontwerp in productie neemt, zijn er een paar dingen die je in gedachten moet houden.
Ten eerste, zoals alle PTFE-materialen, vereist TFA294 een speciale gatvoorbereiding.Uw fabrikant moet vóór het bekleden met koper een behandeling met plasma of natriumnaphthalene gebruiken.Bevestig deze mogelijkheid vooraf.
Ten tweede, het ontwerp zonder masker betekent dat het koper volledig blootgesteld is.en zorgvuldige montage zijn essentieel.
Ten derde bevat het materiaal geen glasvezeldoek.Maar het betekent wel dat het bord iets minder stijf kan zijn dan glasversterkte alternatieven met dezelfde dikte.Bij een dikte van 1,1 mm zal dit waarschijnlijk geen probleem zijn, maar het is opmerkelijk voor zeer grote panelen of ruwe manipulatieomstandigheden.
Afsluitende gedachten
Dit twee-laagse TFA294-bord is een studie in doelgericht ontwerp. Verwijder het masker. Verwijder de zijdecrème. Verwijder de glasvezel.en schone signaalverspreiding.
Is TFA294 een directe vervanging voor gevestigde materialen zoals Rogers RT/duroid?en satelliettoepassingen waar het glasweefef-effect een reëel probleem is en waar temperatuurstabiliteit van cruciaal belang is, verdient dit materiaal serieuze aandacht.
Hebt u al eerder gewerkt met glasvrije PTFE-keramische composieten?
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
Dutch
