O que acontece quando removemos a máscara de solda, removemos a serigrafia e até mesmo removemos o tecido de fibra de vidro do substrato?desempenho de alta frequência.
Hoje estou a olhar para um PCB rígido de duas camadas construído em TFA294 um composto PTFE-cerâmica da série TFA.Minimiza a anisotropia, e oferece um fator de dissipação de apenas 0,0010 em 10 GHz.
Resumo do PCB: Estrutura simples, intenção séria
A placa mede 97,53 mm por 100,28 mm. A espessura final é de 1,1 mm, com 1 oz de cobre em ambas as camadas externas (aproximadamente 35 μm).e o menor tamanho do buraco perfurado é 0Não há vias cegas, a espessura do revestimento é de 20 μm e cada placa passa por 100% de testes elétricos antes do envio.
O acabamento da superfície é o ouro de imersão ∙ uma escolha sólida e confiável para o trabalho de RF.
Como vários projetos que eu cobri recentemente, esta placa não tem máscara de solda e sem serigrafia em ambos os lados.Eliminar a incerteza.
TFA294: Um tipo diferente de laminado de PTFE
Agora, deixem-me concentrar-me no material, porque o TFA294 é realmente diferente da maioria dos laminados à base de PTFE no mercado.
A série TFA usa uma camada dielétrica composta de resina PTFE e cerâmica.Os laminados tradicionais de PTFE, como o RT/duroide, são reforçados com fibra de vidro tecidaQuando as ondas eletromagnéticas se propagam através das fibras de vidro, o efeito é muito maior.Eles espalham e distorcemO efeito é pequeno, mas em frequências mais elevadas e em aplicações sensíveis, é importante.
O TFA elimina completamente a fibra de vidro. Em vez disso, ele usa um novo processo para criar folhas de prepreg com nanocerâmica uniformemente dispersa. O resultado é um material com anisotropia mínima X / Y / Z.As propriedades elétricas são as mesmas em todas as direcçõesSem efeito de fibra de vidro, sem variações inesperadas.
Desempenho elétrico: baixa perda, estável Dk
Para o TFA294, os números são impressionantes.
Em 10 GHz, a constante dielétrica (Dk) é 2.94Em 20 GHz, o fator de dissipação (Df) é apenas 0,0010 0012Este material não vai comer o seu sinal, nem mesmo em frequências de onda milimétricas.
O coeficiente de temperatura da constante dielétrica (TCDK) é de -5 ppm/°C no intervalo de -55°C a 150°C.Muitos materiais de RF padrão têm valores de TCDK na faixa de -20 a -50 ppm/°CUma TCDK de -5 ppm/°C significa que a constante dielétrica mal se move com a temperatura.
Propriedades térmicas e mecânicas
Os números térmicos e mecânicos são igualmente sólidos.
Os coeficientes de expansão térmica são de 18 ppm/°C nos eixos X e Y, e 32 ppm/°C no eixo Z. Os valores X/Y correspondem muito bem ao cobre.Esta combinação reduz o estresse sobre o revestimento através de buracos e almofadas de montagem de superfície durante o ciclo térmico.
A condutividade térmica é de 0,59 W/m·K. Isso é aproximadamente o dobro do FR-4 padrão, ajudando com a dissipação de energia em aplicações de amplificador ou rede de alimentação.
A absorção de umidade é de apenas 0,03 por cento - extremamente baixa. Os materiais PTFE são naturalmente hidrofóbicos, e a carga cerâmica não muda isso.Esta placa manterá um desempenho estável mesmo em ambientes úmidos.
A classificação de inflamabilidade é UL 94-V0, atendendo aos requisitos de segurança padrão para a maioria das aplicações aeroespaciais e de defesa.
Por que não importa fibra de vidro
Gostaria de dedicar um momento à construção sem vidro porque é realmente importante.
Os laminados PTFE/cerâmica tradicionais usam tecido de fibra de vidro como reforço.Como uma onda eletromagnética viaja através da placaO efeito é chamado de "efeito de fibra de tecelagem" ou "efeito de tecelagem de vidro".pode causar variações de fase em uma matriz um desastre para antenas de matriz em fase.
Ao remover completamente a fibra de vidro, o TFA294 elimina esse problema.Todas as antenas em uma matriz em fase vêem o mesmo ambiente elétricoA consistência de fase melhora, a formação do feixe torna-se mais precisa.
A combinação de perdas ultra-baixas, Dk estável em toda a temperatura, CTE combinado com cobre e construção sem vidro torna este material adequado para aplicações onde a falha não é uma opção:Equipamento espacial, radar aéreo, comunicações por satélite e sistemas de navegação.
Aplicações típicas
- Equipamento aeroespacial, sistemas espaciais, eletrónica de cabina e aeronaves
- Circuitos de microondas, antenas e antenas sensíveis à fase
- Radar de alerta precoce e sistemas de radar aéreos
- Antenas e redes de formação de feixe de matriz em fase
- Equipamento de comunicações e navegação por satélite
- Outros aparelhos de som
Alguns conselhos práticos
Antes de levar este projeto à produção, aqui estão algumas coisas a ter em mente.
Primeiro, como todos os materiais à base de PTFE, o TFA294 requer uma preparação especial de buracos.O seu fabricante deve utilizar tratamento com plasma ou naftaleno sódico antes da cobertura de cobre.Confirme esta capacidade antecipadamente.
Segundo, o desenho sem máscara significa que o cobre está totalmente exposto, o ouro de imersão fornece proteção, mas o tabuleiro deve ser manuseado com cuidado luvas limpas, armazenamento seladoe a montagem cuidadosa são essenciais.
Em terceiro lugar, o material não contém tecido de fibra de vidro.mas significa que a placa pode ser um pouco menos rígida do que alternativas reforçadas com vidro da mesma espessuraA uma espessura de 1,1 mm, é improvável que este seja um problema, mas vale a pena notar para painéis muito grandes ou condições de manuseio ásperas.
Pensamentos finais
Esta placa de duas camadas TFA294 é um estudo de design intencional. Remova a máscara. Remova a tela de seda. Remova a fibra de vidro.e propagação de sinal limpo.
O TFA294 é um substituto direto para materiais estabelecidos como o Rogers RT/duroide?e aplicações por satélite, onde o efeito de tecelagem de vidro é uma preocupação real e a estabilidade da temperatura é crítica, este material merece uma consideração séria.
Já trabalhou com compósitos PTFE-cerâmica sem vidro antes?
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