Cosa succede quando si rimuove la maschera di saldatura, si rimuove la tela di seta e persino si rimuove il tessuto di fibra di vetro dal substrato?prestazioni ad alta frequenza.
Oggi sto guardando un PCB rigido a due strati costruito su TFA294 un composito PTFE-ceramica della serie TFA.riduce al minimo l'anisotropia, e fornisce un fattore di dissipazione di solo 0,0010 a 10 GHz.
PCB: struttura semplice, intenzione seria
La scheda misura 97,53 mm per 100,28 mm. Lo spessore finale è di 1,1 mm, con 1 oz di rame su entrambi gli strati esterni (circa 35 μm).e la dimensione del foro più piccolo è 0..35mm. Non ci sono vie cieche. Lo spessore del rivestimento è di 20μm, e ogni scheda subisce un test elettrico al 100% prima della spedizione.
La finitura superficiale è Immersion Gold una scelta solida e affidabile per il lavoro RF.
Come molti disegni che ho trattato di recente, questa scheda non ha una maschera di saldatura e non ha una pellicola di seta su entrambi i lati.eliminare l'incertezza.
TFA294: Un altro tipo di laminato in PTFE
Ora mi concentrerò sul materiale, perché il TFA294 è veramente diverso dalla maggior parte dei laminati a base di PTFE sul mercato.
La serie TFA utilizza uno strato dielettrico composto da resina PTFE e ceramica.I laminati tradizionali in PTFE come RT/duroid sono rinforzati con fibra di vetro tessutaQuando le onde elettromagnetiche si propagano attraverso le fibre di vetro, le onde elettromagnetiche si diffondono attraverso le fibre di vetro.si disperdono e distorconoL'effetto è piccolo, ma a frequenze più elevate e in applicazioni sensibili, è importante.
La TFA elimina completamente la fibra di vetro, utilizzando invece un nuovo processo per creare fogli di prepreg con nanoceramica uniformemente dispersa.Le proprietà elettriche sono le stesse in ogni direzioneNessun effetto di tessitura in fibra di vetro, nessuna variazione inaspettata.
Performance elettrica: basse perdite, stabile Dk
Per TFA294, i numeri sono impressionanti.
A 10 GHz, la costante dielettrica (Dk) è 2.94A 20 GHz, il fattore di dissipazione (Df) è di appena 0,0010 che è eccezionalmente basso. Anche a 40 GHz, il Df rimane basso a 0.0012Questo materiale non mangera' il segnale, nemmeno a frequenze di onde millimetriche.
Il coefficiente di temperatura della costante dielettrica (TCDK) è di -5 ppm/°C nell'intervallo da -55°C a 150°C.molti materiali RF standard hanno valori TCDK nell'intervallo da -20 a -50 ppm/°CUn TCDK di -5 ppm/°C significa che la costante dielettrica si muove a malapena con la temperatura.
Proprietà termiche e meccaniche
I numeri termici e meccanici sono uguali.
I coefficienti di espansione termica sono di 18 ppm/°C su entrambi gli assi X e Y, e 32 ppm/°C sull'asse Z. I valori X/Y corrispondono molto bene al rame.Questa stretta corrispondenza riduce la tensione sui fori di rivestimento e sulle pastiglie di montaggio superficiale durante il ciclo termico.
La conducibilità termica è di 0,59 W/m·K. Questo è circa il doppio di quella del FR-4 standard, aiutando con la dissipazione di potenza nelle applicazioni di amplificatore o rete di alimentazione.
L'assorbimento dell'umidità è di solo lo 0,03 per cento, un valore estremamente basso.Questa scheda manterrà prestazioni stabili anche in ambienti umidi.
Il livello di infiammabilità è UL 94-V0, che soddisfa i requisiti di sicurezza standard per la maggior parte delle applicazioni aerospaziali e della difesa.
Perché non importa la fibra di vetro
Vorrei dedicare un momento alla costruzione senza vetro perché è veramente importante.
I laminati PTFE/ceramici tradizionali utilizzano tessuto in fibra di vetro come rinforzo.Come un' onda elettromagnetica viaggia attraverso la tavolaL'effetto si chiama "effetto tessitura di fibra" o "effetto tessitura di vetro". A frequenze più basse, è trascurabile.può causare variazioni di fase in un array un disastro per le antenne di array in fase.
Rimuovendo completamente la fibra di vetro, TFA294 elimina questo problema.Ogni antenna in un array in fase vede lo stesso ambiente elettricoLa consistenza di fase migliora, la formazione del fascio diventa più precisa.
La combinazione di perdite estremamente basse, Dk stabile a temperatura variabile, CTE abbinato al rame e costruzione senza vetro rende questo materiale adatto ad applicazioni in cui il guasto non è un'opzione:attrezzature spaziali, radar aerei, comunicazioni satellitari e sistemi di navigazione.
Applicazioni tipiche
- Apparecchiature aerospaziali, sistemi spaziali, elettronica di cabina e aeromobili
- Circuiti a microonde, antenne e antenne sensibili alle fasi
- Radar di allarme rapido e sistemi radar aerei
- Antenne a serie di fasi e reti di formazione del fascio
- Apparecchiature di comunicazione e di navigazione via satellite
- Amplificatori di potenza
Alcune indicazioni pratiche
Prima di portare questo progetto in produzione, ecco alcune cose da tenere a mente.
In primo luogo, come tutti i materiali a base di PTFE, TFA294 richiede una preparazione speciale del foro.Il fabbricante deve utilizzare un trattamento con plasma o naftalene di sodio prima del rivestimento in rameConferma questa capacità in anticipo.
In secondo luogo, il disegno senza maschera significa che il rame è completamente esposto.e l'assemblaggio accurato sono essenziali.
In terzo luogo, il materiale non contiene tessuto di fibra di vetro.ma significa che la tavola può essere leggermente meno rigida rispetto alle alternative rinforzate con vetro allo stesso spessoreA 1,1 mm di spessore, questo è improbabile che sia un problema, ma vale la pena notare per pannelli molto grandi o condizioni di manipolazione difficili.
Pensieri conclusivi
Questa scheda TFA294 a due strati è uno studio di progettazione mirata.e propagazione del segnale pulito.
E' il TFA294 un sostituto diretto di materiali affermati come Rogers RT/duroid?e applicazioni satellitari in cui l'effetto tessitura del vetro è una vera preoccupazione e la stabilità della temperatura è fondamentale, questo materiale merita una seria considerazione.
Avete mai lavorato con compositi PTFE-ceramici senza vetro?
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