Oggi voglio parlare di un PCB un po' insolito. Ciò che lo rende insolito non è un elevato numero di strati o processi di produzione complessi - al contrario.Questa è una tavola a due strati senza maschera di saldatura e senza serigrafia, ma è specificamente progettato per applicazioni di antenne ad alta frequenza.
Il materiale di base èWL-CT440Se state cercando un'alternativa ai materiali Rogers o PTFE, questo articolo potrebbe darvi alcune nuove idee.
Una panoramica della costruzione: minimalista ma non semplice
Cominciamo con i parametri di base. La tavola misura 89 mm per 63,5 mm e utilizza una costruzione a due strati.con 1 oz o 35 μm di peso di rame finito sugli strati esterni. La larghezza minima della traccia è di 4 millimetri e la distanza minima è di 6 millimetri. La dimensione del foro più piccolo è di 0,2 mm e non ci sono vie cieche. Ogni tavola subisce un test elettrico al 100% prima della spedizione.
La scheda contiene 37 componenti e 49 pad in totale.composto da 27 cuscinetti per il foro e da 22 cuscinetti per il montaggio in superficie, tutti situati sul livello superioreSi tratta di una tipica topologia ad alta frequenza o antenna: semplice nella struttura ma esigente nelle prestazioni.
Perché nessuna maschera di saldatura e nessuna pellicola di seta?
La caratteristica più distintiva di questa tavola è la completa assenza sia di maschera di saldatura che di serigrafia, nulla sullo strato superiore e nulla sullo strato inferiore.
La maschera di saldatura viene normalmente utilizzata per prevenire il collegamento della saldatura e proteggere la superficie di rame.La costante dielettrica e il fattore di perdita della maschera di saldatura differiscono da quelli del laminato di baseLa rimozione della maschera di saldatura significa un percorso di segnale più puro e una migliore consistenza.
L'assenza di serigrafia è altrettanto semplice, senza una maschera di saldatura, l'adesione della serigrafia diventa comunque problematica, e su una scheda di antenna, la serigrafia non offre alcun vantaggio per l'assemblaggio.Quindi ometterlo e' una decisione facile..
Questo è un caso classico di priorità della funzione rispetto alla forma. Il pannello non ha bisogno di apparire bello finché le prestazioni elettriche soddisfano i requisiti.
Perché scegliere WL-CT440?
WL-CT440 è il laminato rivestito di rame rivestito di tessuto in fibra di vetro in polimero ceramico organico di Wangling.ceramiche, e tessuto in fibra di vetro.
A 10 GHz e 23 °C, offre una costante dielettrica (Dk) di 4,1 e un fattore di dissipazione (Df) di 0.004- Che cosa significano questi numeri? - Basse perdite con una costante dielettrica moderata.
Ma la caratteristica più attraente del WL-CT440 non è solo la sua prestazione elettrica, ma la piena compatibilità con i processi di fabbricazione del FR-4.Chiunque abbia lavorato con materiali in PTFE sa che il PTFE richiede speciali trattamenti di preparazione dei fori come l'incisione plasmatica o il trattamento con naftalene di sodioSenza queste, l'adesione del rame rivestito all'interno del foro sarà insufficiente.può essere elaborato utilizzando il flusso di lavoro convenzionale di qualsiasi fabbrica di PCB standard Per la prototipazione a piccoli volumi e il controllo dei costi, questo è un vero vantaggio.
Affidabilità termica e meccanica
Il WL-CT440 ha una temperatura di transizione vetrosa (Tg) superiore a 280°C, molto superiore a quella del FR-4 standard.Un Tg elevato significa che il materiale non si ammorbidirà o si deformerà facilmente in condizioni di funzionamento ad alta temperatura.
Per quanto riguarda il coefficiente di espansione termica (CTE), l'asse X è di 14ppm/°C e l'asse Y è di 18ppm/°C, entrambi compatibili ragionevolmente bene con il rame, che si trova a circa 17ppm/°C.L'asse Z CTE è di 35 ppm/°CPer una scheda a due strati senza vias cieche, la tensione di affidabilità termica sulle vias è relativamente bassa.
La conduttività termica è valutata a 0,66 W/m·K, che è significativamente superiore a quella del FR-4 a circa 0,25 W/m·K.che rientra in un intervallo accettabileTuttavia, è necessario fare attenzione: questa scheda non ha una maschera di saldatura.Questo deve essere attentamente valutato per lo scenario di applicazione previsto.
Un parametro degno di particolare attenzione: TCDK
Il WL-CT440 offre un coefficiente di temperatura della costante dielettrica (TCDK) di -21 ppm/°C.la costante dielettrica diminuisce di 21 parti per milione.
Per la progettazione delle antenne, il TCDK è un parametro critico.la frequenza di funzionamento dell'antenna si allontanerà. Le misurazioni estive differiranno dalle misurazioni invernali.Il valore TCDK del WL-CT440 è piuttosto buono, garantendo prestazioni di antenna costanti in tutta la gamma di temperature.
Applicazioni tipiche
Secondo il produttore, il WL-CT440 è utilizzato principalmente nei seguenti settori:
attrezzature aerospaziali, elettronica di cabina e sistemi aerei antenne a microonde e antenne sensibili alle fasi radar di allarme anticipato e sistemi radar aerei.Antenne a fascia e reti di formazione del fascioEquipaggiamento di comunicazione e navigazione satellitare, amplificatori di potenza.
Processo di fabbricazione e norme di qualità
Il formato di grafica fornito è Gerber RS-274-X, che può essere elaborato dalle fabbriche di PCB in tutto il mondo.
La finitura superficiale è in oro immersivo (ENIG).
Alcuni punti da tenere a mente
Il disegno di questa tavola ha diversi aspetti che richiedono particolare attenzione.
In primo luogo, l'assenza di una maschera di saldatura significa che le superfici in rame sono completamente esposte.prova, e utilizzare.
In secondo luogo, non esiste una tela a seta, il posizionamento dei componenti non può basarsi su marchi di riferimento a seta.Dovrai dipendere dai file di coordinate della macchina pick-and-place o attrezzature di montaggio per l'assemblaggio manuale.
In terzo luogo, con due strati, 31 vie e solo 2 reti, questa topologia suggerisce una qualche forma di array di antenne o rete di divisione di potenza.in particolare la continuità del percorso di ritorno del segnale.
Pensieri conclusivi
La filosofia di progettazione di questa scheda a due strati WL-CT440 è molto chiara: usare un materiale che possa essere lavorato con tecniche di produzione convenzionali,togliere la maschera di saldatura non essenziale e gli strati di serigrafia, e allocare i risparmi sui costi verso prestazioni e affidabilità.
Se si stanno sviluppando antenne, radar front-end o moduli di comunicazione satellitare, e si desidera evitare i mal di testa di elaborazione associati con materiali PTFE,WL-CT440 merita una seria considerazioneNaturalmente i problemi di protezione che vengono con la rimozione della maschera di saldatura, il controllo dell'uniformità della superficie dell'immersione in oro,e la calibrazione dei calcoli di impedenza sono tutti dettagli che devono essere discussi con il vostro produttore PCB prima di prototipazione.
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