En las aplicaciones de comunicación inalámbrica, 5G y radar en rápido desarrollo, la complejidad del diseño del circuito de RF está aumentando día a día. Sin embargo, la atenuación excesiva de la señal puede conducir directamente a un presupuesto insuficiente en enlace del sistema, una distancia de comunicación acortada y una mayor tasa de error de bits. Elegir un material de sustrato adecuado es el punto de partida para resolver este problema, yPtfeLa hoja (politetrafluoroetileno) es sin duda uno de los representantes más destacados.
1, la causa raíz de la pérdida de PCB: no solo la pérdida de conductores
Por lo general, dividimos las pérdidas de PCB en dos partes principales:
Pérdida del conductor: la pérdida térmica causada por la resistencia del conductor (especialmente el efecto de la piel a altas frecuencias) cuando la corriente fluye en un cable. La rugosidad de la superficie de la lámina de cobre es un factor clave que afecta la pérdida de conductores. Una superficie de cobre rugosa aumenta la longitud efectiva de la ruta actual, exacerbando así la pérdida.
Pérdida dieléctrica: esta es la principal fuente de pérdida enAlta - frecuenciaaplicaciones. Es la energía generada y consumida por la polarización y fricción de las moléculas en materiales dieléctricos bajo la acción de un campo eléctrico alterno. Su tamaño está determinado por el parámetro clave de la tangente de pérdida (DF o TAN δ). Cuanto mayor sea el valor de DF, mayor es la pérdida dieléctrica.
Para ordinarioFR-4Materiales, su valor de DF suele ser de alrededor de 0.02, lo que puede provocar pérdidas inaceptables en la banda de frecuencia por encima de GHz. Para lograr un excelente rendimiento en el diseño del circuito RF, se deben seleccionar materiales especializados con valores de DF extremadamente bajos.
2, ¿por qué la placa PTFE es una opción ideal para aplicaciones de RF?
La placa PTFE se ha convertido en la piedra angular del diseño de circuito RF de rendimiento alto - debido a su excelente rendimiento de frecuencia alto -}.
Pérdida dieléctrica extremadamente baja (DF): el valor de DF del material PTFE puro es extremadamente bajo (puede ser tan bajo como 0.0009), muy superior a FR-4. Esto significa que la atenuación de energía generada por el medio en sí mismo durante la transmisión de la señal es muy pequeña, y la intensidad de la señal se puede mantener al máximo.
Constante dieléctrica estable (DK): el valor DK de la hoja PTFE cambia muy poco con frecuencia y puede mantener una alta consistencia entre diferentes lotes. Esto es crucial para lograr un control de impedancia preciso, evitando la reflexión de la señal y la distorsión causada por las fluctuaciones DK.
Excelente estabilidad térmica: el material PTFE tiene un coeficiente muy bajo de expansión térmica, que puede mantener propiedades eléctricas y mecánicas estables en un amplio rango de temperatura, lo que garantiza la confiabilidad del producto en varios entornos.
Las láminas comerciales comunes de PTFE incluyen la serie RO3000 ®, RO4000 ® y la serie Ty Ty, etc. Estos productos generalmente están llenos de fibras de cerámica o vidrio en PTFE puro para mejorar sus propiedades mecánicas y facilitar el procesamiento.
3, puntos prácticos para seleccionar y procesar placas PTFE
Aunque las hojas de PTFE tienen un excelente rendimiento, sus propiedades físicas y químicas únicas también plantean desafíos de procesamiento. Descuidar estos puntos clave también puede conducir a una pérdida grave de PCB o falla del producto.
Metalización de perforación y agujeros: el material PTFE es relativamente suave y propenso a la "extracción de perforación" durante la perforación. Se requieren parámetros de perforación y fresado optimizados y procesos químicos estrictos de Desmear para garantizar paredes de agujeros limpios, lograr una buena metalización de agujeros y evitar problemas de confiabilidad de interconexión.
Adhesión de lámina de cobre: la superficie lisa PTFE no es fácil de unir con papel de cobre. Las láminas PTFE de gama alta utilizan procesos especiales de tratamiento de superficie (como el grabado químico) para aumentar la adhesión de lámina de cobre. Durante el diseño, es aconsejable evitar el uso de grandes áreas de lámina de cobre en entornos con vibraciones severas para evitar la delaminación.
Precisión de control de impedancia: se debe precisamente a la DK estable de PTFE que se colocan requisitos más altos en la precisión del mecanizado. La fábrica de la placa debe controlar estrictamente el ancho de línea, el espacio de línea y el grosor de la capa dieléctrica. Cualquier desviación afectará el valor de impedancia final, introduciendo así la pérdida de reflexión de la señal.
Absorción de humedad: algunos materiales compuestos PTFE tienen un cierto grado de absorción de humedad. La PCB debe hornear antes del ensamblaje para evitar la delaminación o la "explosión de la placa" causada por la vaporización de humedad durante la soldadura de reflujo a altas temperaturas.