ในการสื่อสารไร้สายที่พัฒนาอย่างรวดเร็วในปัจจุบัน 5G และแอพพลิเคชั่นเรดาร์ความซับซ้อนของการออกแบบวงจร RF กำลังเพิ่มขึ้นทุกวัน อย่างไรก็ตามการลดทอนสัญญาณที่มากเกินไปสามารถนำไปสู่งบประมาณการเชื่อมโยงระบบไม่เพียงพอระยะการสื่อสารที่สั้นลงและอัตราความผิดพลาดบิตที่เพิ่มขึ้น การเลือกวัสดุพื้นผิวที่เหมาะสมเป็นจุดเริ่มต้นในการแก้ปัญหานี้และptfeแผ่น (polytetrafluoroethylene) เป็นหนึ่งในตัวแทนที่โดดเด่นที่สุดเป็นหนึ่งในตัวแทนที่โดดเด่นที่สุด
1 สาเหตุของการสูญเสีย PCB: ไม่ใช่แค่การสูญเสียตัวนำ
โดยปกติเราแบ่งการสูญเสีย PCB ออกเป็นสองส่วนหลัก:
การสูญเสียตัวนำ: การสูญเสียความร้อนที่เกิดจากความต้านทานของตัวนำ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลกระทบของผิวที่ความถี่สูง) เมื่อกระแสไหลในลวด ความขรุขระพื้นผิวของฟอยล์ทองแดงเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการสูญเสียตัวนำ พื้นผิวทองแดงขรุขระเพิ่มความยาวที่มีประสิทธิภาพของเส้นทางปัจจุบันซึ่งจะทำให้การสูญเสียรุนแรงขึ้น
การสูญเสียอิเล็กทริก: นี่คือแหล่งที่มาหลักของการสูญเสียในสูง - ความถี่แอปพลิเคชัน มันเป็นพลังงานที่เกิดขึ้นและบริโภคโดยโพลาไรซ์และแรงเสียดทานของโมเลกุลในวัสดุอิเล็กทริกภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าสลับกัน ขนาดของมันถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์สำคัญของการสูญเสียแทนเจนต์ (df หรือ tan Δ) ค่า DF ที่สูงขึ้นยิ่งสูญเสียอิเล็กทริกมากขึ้นเท่านั้น
สำหรับธรรมดาFR-4วัสดุค่า DF ของพวกเขามักจะอยู่ที่ประมาณ 0.02 ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการสูญเสียที่ยอมรับไม่ได้ในแถบความถี่สูงกว่า GHZ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการออกแบบวงจร RF ต้องเลือกวัสดุพิเศษที่มีค่า DF ต่ำมาก
2 ทำไม PTFE Board ถึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับแอปพลิเคชัน RF
บอร์ด PTFE ได้กลายเป็นรากฐานที่สำคัญของการออกแบบวงจรประสิทธิภาพสูง - เนื่องจากประสิทธิภาพความถี่สูงที่ยอดเยี่ยม -
การสูญเสียอิเล็กทริกต่ำมาก (DF): ค่า DF ของวัสดุ PTFE บริสุทธิ์ต่ำมาก (สามารถต่ำถึง 0.0009) ซึ่งเหนือกว่า FR-4 ซึ่งหมายความว่าการลดทอนพลังงานที่เกิดจากตัวกลางเองในระหว่างการส่งสัญญาณมีขนาดเล็กมากและความแรงของสัญญาณสามารถรักษาได้มากที่สุด
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกที่เสถียร (DK): ค่า DK ของแผ่น PTFE เปลี่ยนแปลงน้อยมากด้วยความถี่และสามารถรักษาความสอดคล้องสูงระหว่างแบทช์ที่แตกต่างกัน นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการบรรลุการควบคุมอิมพีแดนซ์ที่แม่นยำหลีกเลี่ยงการสะท้อนสัญญาณและการบิดเบือนที่เกิดจากความผันผวนของ DK
ความเสถียรทางความร้อนที่ยอดเยี่ยม: วัสดุ PTFE มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมากซึ่งสามารถรักษาคุณสมบัติทางไฟฟ้าและเครื่องกลที่มีเสถียรภาพในช่วงอุณหภูมิที่กว้างเพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย
แผ่น PTFE เชิงพาณิชย์ทั่วไป ได้แก่ ROGERS 'RO3000 ®, RO4000 ® Series และ Ty Series ของ Taconic ฯลฯ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มักจะเต็มไปด้วยเส้นใยเซรามิกหรือแก้วใน PTFE บริสุทธิ์เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลและอำนวยความสะดวกในการประมวลผล
3, จุดปฏิบัติสำหรับการเลือกและประมวลผลเพลต PTFE
แม้ว่าแผ่น PTFE มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม แต่คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกเขาก็ก่อให้เกิดความท้าทายในการประมวลผล การละเลยประเด็นสำคัญเหล่านี้ยังสามารถนำไปสู่การสูญเสีย PCB หรือความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์อย่างร้ายแรง
การขุดเจาะและหลุมโลหะ: วัสดุ PTFE ค่อนข้างนุ่มและมีแนวโน้มที่จะ "ขุดเจาะ" ในระหว่างการขุดเจาะ พารามิเตอร์การขุดเจาะและการกัดที่เหมาะสมและกระบวนการทางเคมีที่เข้มงวดนั้นจำเป็นต้องมีเพื่อให้แน่ใจว่าผนังรูที่สะอาดได้รับการเจาะรูหลุมที่ดีและหลีกเลี่ยงปัญหาความน่าเชื่อถือเชื่อมต่อระหว่างกัน
การยึดเกาะแบบฟอยล์ทองแดง: พื้นผิว PTFE ที่เรียบนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะผูกกับฟอยล์ทองแดง แผ่น PTFE ระดับไฮเอนด์ใช้กระบวนการบำบัดพื้นผิวพิเศษ (เช่นการแกะสลักทางเคมี) เพื่อเพิ่มการยึดเกาะของฟอยล์ทองแดง ในระหว่างการออกแบบขอแนะนำให้หลีกเลี่ยงการใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ของฟอยล์ทองแดงในสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงเพื่อป้องกันการ delamination
ความแม่นยำในการควบคุมอิมพีแดนซ์: เป็นเพราะ DK ที่เสถียรของ PTFE ที่มีความต้องการสูงกว่าความแม่นยำในการตัดเฉือน โรงงานบอร์ดจะต้องควบคุมความกว้างของเส้นการเว้นวรรคของเส้นและความหนาของชั้นอิเล็กทริก การเบี่ยงเบนใด ๆ จะส่งผลกระทบต่อค่าอิมพีแดนซ์สุดท้ายซึ่งจะแนะนำการสูญเสียการสะท้อนสัญญาณ
การดูดซับความชื้น: วัสดุคอมโพสิต PTFE บางชนิดมีระดับการดูดซับความชื้นในระดับหนึ่ง PCB ควรอบก่อนการประกอบเพื่อป้องกันการแยกหรือ "การระเบิดของบอร์ด" ที่เกิดจากการระเหยของความชื้นในระหว่างการบัดกรี reflow ที่อุณหภูมิสูง