Nos aplicativos de comunicação, 5G e radar sem fio de desenvolvimento de hoje, a complexidade do design do circuito de RF está aumentando dia a dia. No entanto, a atenuação excessiva do sinal pode levar diretamente ao orçamento insuficiente do link do sistema, a distância de comunicação reduzida e o aumento da taxa de erro de bits. Escolher um material de substrato adequado é o ponto de partida para resolver esse problema ePtfeA folha (politetrafluoroetileno) é sem dúvida um dos representantes mais destacados.
1, a causa raiz da perda de PCB: não apenas a perda de condutores
Normalmente, dividimos as perdas de PCB em duas partes principais:
Perda do condutor: a perda térmica causada pela resistência do condutor (especialmente o efeito da pele em altas frequências) quando a corrente flui em um fio. A rugosidade da superfície da folha de cobre é um fator -chave que afeta a perda de condutores. Uma superfície áspera de cobre aumenta o comprimento efetivo do caminho atual, exacerbando assim a perda.
Perda dielétrica: esta é a principal fonte de perda emalta - frequênciaAplicações. É a energia gerada e consumida pela polarização e atrito de moléculas em materiais dielétricos sob a ação de um campo elétrico alternado. Seu tamanho é determinado pelo parâmetro -chave da tangente de perda (df ou tan δ). Quanto maior o valor DF, maior a perda dielétrica.
Para o comumFR-4Os materiais, seu valor de DF geralmente é de cerca de 0,02, o que pode resultar em perdas inaceitáveis na banda de frequência acima do GHz. Para obter excelente desempenho no design do circuito de RF, materiais especializados com valores de DF extremamente baixos devem ser selecionados.
2, por que o PTFE Board é uma escolha ideal para aplicativos de RF?
A placa PTFE tornou -se a pedra angular do projeto de circuito RF de desempenho alta -, devido ao seu excelente desempenho de frequência -}.
Perda dielétrica extremamente baixa (DF): O valor DF do material PTFE puro é extremamente baixo (pode ser tão baixo quanto 0,0009), muito superior ao FR-4. Isso significa que a atenuação de energia gerada pelo meio durante a transmissão do sinal é muito pequena e a força do sinal pode ser mantida ao máximo.
Constante dielétrica estável (DK): O valor DK da folha de PTFE muda muito pouco com a frequência e pode manter alta consistência entre diferentes lotes. Isso é crucial para alcançar o controle preciso da impedância, evitando a reflexão e a distorção do sinal causadas por flutuações de DK.
Excelente estabilidade térmica: o material PTFE possui um coeficiente muito baixo de expansão térmica, que pode manter propriedades elétricas e mecânicas estáveis em uma ampla faixa de temperatura, garantindo a confiabilidade do produto em vários ambientes.
As folhas comerciais comuns de PTFE incluem a série ROGERS 'RO3000 ®, RO4000 ® e a série Ty da Taconic, etc. Esses produtos são tipicamente preenchidos com fibras de cerâmica ou vidro em PTFE puro para melhorar suas propriedades mecânicas e facilitar o processamento.
3, pontos práticos para selecionar e processar placas de PTFE
Embora as folhas de PTFE tenham excelente desempenho, suas propriedades físicas e químicas únicas também apresentam desafios de processamento. Negligenciar esses pontos -chave também pode levar a uma perda séria de PCB ou falha do produto.
Metalização de perfuração e orifício: o material do PTFE é relativamente macio e propenso a "perfurar incrustação" durante a perfuração. Parâmetros de perfuração e moagem otimizados e processos químicos de desmear rigorosos são necessários para garantir paredes de orifícios limpos, obter uma boa metalização do orifício e evitar problemas de confiabilidade de interconexão.
Adesão de folha de cobre: A superfície lisa do PTFE não é fácil de unir com a folha de cobre. As folhas de PTFE de ponta usam processos especiais de tratamento de superfície (como gravura química) para aumentar a adesão à folha de cobre. Durante o design, é aconselhável evitar o uso de grandes áreas de folha de cobre em ambientes com vibrações graves para evitar a delaminação.
Precisão do controle de impedância: é precisamente por causa do DK estável do PTFE que requisitos mais altos são colocados na precisão da usinagem. A fábrica da placa deve controlar estritamente a largura da linha, o espaçamento da linha e a espessura da camada dielétrica. Qualquer desvio afetará o valor da impedância final, introduzindo a perda de reflexão do sinal.
Absorção de umidade: Alguns materiais compósitos de PTFE têm um certo grau de absorção de umidade. A PCB deve ser assada antes da montagem para evitar a delaminação ou a "explosão da placa" causada pela vaporização de umidade durante a solda de refluxo a altas temperaturas.