ไม่มี "วัสดุที่ดีที่สุด" สากลที่แน่นอนสำหรับบอร์ด PCB ความถี่สูง- และไม่มี "ราชาแห่งต้นทุน-ประสิทธิผล" แม้แต่องค์เดียว ทั้งสามมีข้อได้เปรียบที่ไม่สามารถทดแทนได้ในย่านความถี่ สถานการณ์การใช้งาน และข้อจำกัดด้านงบประมาณที่แตกต่างกัน ซีรีส์การเติมเซรามิกของ Rogers เป็นความคุ้มทุน-ประสิทธิผลที่ครอบคลุมสำหรับโครงการความถี่สูงเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่- Taconic มีความได้เปรียบด้านต้นทุนที่โดดเด่นกว่าในสถานการณ์การผลิตจำนวนมากทางวิศวกรรม และ PTFE บริสุทธิ์นั้นไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในสถานการณ์ที่มีคลื่นความถี่สูงในระดับมิลลิเมตร
การเปรียบเทียบประสิทธิภาพหลักของวัสดุสามประเภท
| ประเภทวัสดุ | โมเดลทั่วไป | 10GHz สูงถึง Dk | 10GHz 下Df | ลักษณะการทำงานหลัก |
|---|---|---|---|---|
| Rogers (เติมเซรามิก/ใช้ PTFE) | RO4350B, RO5880 | 3.48 / 2.2 | 0.0037 / 0.0009 | เสถียรภาพคงที่ของอิเล็กทริกที่แข็งแกร่งการนำความร้อนที่ดีและความแข็งแรงทางกลสูง |
| Taconic (เสริมแรง PTFE) | TLY-5, TLX-8 | 2.2 / 2.55 | 0.0009 / 0.0015 | ความเสถียรของมิติทางกลที่ดีเยี่ยมและมาตรฐานระดับสูงในการประมวลผล |
| แผ่นทองแดง PTFE บริสุทธิ์- | PTFE CCL เกรดทั่วไป | 2.2 | 0.0009 | การสูญเสียอิเล็กทริกต่ำมาก ทนต่ออุณหภูมิสูงและการกัดกร่อน |
ข้อดี ข้อเสีย และความคุ้มค่า-การวางตำแหน่งของวัสดุสามประเภท
โรเจอร์สซีรีส์
ข้อดี: ซีรีส์ RO4000 สามารถประมวลผลได้โดยตรงโดยใช้เทคโนโลยี FR-4 มาตรฐาน โดยไม่ต้องมีการบำบัดรูพรุน PTFE แบบพิเศษ- ความน่าเชื่อถือของรูเคลือบโลหะแบบแผ่นหลายชั้น-นั้นอยู่ในระดับสูง และค่าการนำความร้อนสามารถเข้าถึง 0.69W/m · k โดยมีประสิทธิภาพการควบคุมอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเป็นเลิศในสถานการณ์ที่มีกำลังไฟสูง ความครอบคลุมของอุตสาหกรรมในระดับสูง และห่วงโซ่อุปทานและทรัพยากรการประมวลผลที่ครบถ้วน
ข้อบกพร่อง: รุ่นคลื่นมิลลิเมตรระดับไฮเอนด์ (เช่น RO5880) มีราคาต่อหน่วยค่อนข้างสูงสำหรับวัตถุดิบ และข้อกำหนดพิเศษบางอย่างมีเวลาจัดส่งนานกว่า
การวางตำแหน่งที่คุ้มค่า: ตัวเลือกแรกที่ครอบคลุมสำหรับสถานการณ์ความถี่สูง-เกรดเชิงพาณิชย์ที่ต่ำกว่า 10GHz ประสิทธิภาพที่สมดุล ผลผลิตในการประมวลผล และ-ความน่าเชื่อถือในระยะยาว เป็นตัวเลือกหลักสำหรับเรดาร์ยานยนต์ เครื่องขยายสัญญาณสถานีฐาน 5G และแผงควบคุมหุ่นยนต์อุตสาหกรรม
ทาโคนิคซีรีส์
ข้อดี: โครงสร้างเสริมด้วยไฟเบอร์กลาสทำให้มีความแข็งแรงเชิงกลสูงขึ้น ความสามารถในการป้องกันการบิดเบี้ยวของแผ่นบางได้ดี ให้ผลผลิตการประมวลผลที่สูงขึ้นของแผงขนาดใหญ่- ผู้ผลิต PCB ได้สั่งสมประสบการณ์ที่เป็นมาตรฐานมากมายในกระบวนการเคลือบและการเจาะ และต้นทุนการประมวลผลที่ครอบคลุมในขั้นตอนการผลิตจำนวนมากต่ำกว่ารุ่น Rogers ที่มีพารามิเตอร์เดียวกัน 10% -15%
ข้อบกพร่อง: มีตัวเลือกน้อยกว่าสำหรับโมเดลการนำความร้อนสูงพิเศษ- และความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสถานการณ์พลังงานสูง-นั้นยังด้อยกว่า Rogers เล็กน้อย
การวางตำแหน่งความคุ้มทุน: การเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนสำหรับโครงการการผลิตจำนวนมากทางวิศวกรรม ซึ่งสามารถลดต้นทุนการผลิตโดยรวมในแผงเสาอากาศขนาดใหญ่-และโครงการเรดาร์คลื่นเป็นหน่วยมิลลิเมตรที่มีความต้องการสูงสำหรับความเสถียรของมิติในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพเท่าเดิม
แผ่นทองแดง PTFE บริสุทธิ์-
ข้อดี: การสูญเสียอิเล็กทริกอาจต่ำถึง 0.0004 ช่วงความต้านทานต่ออุณหภูมิครอบคลุม -80 องศา ~+150 องศา ทนต่อการกัดกร่อนของกรดและด่างที่รุนแรง และการสูญเสียการส่งสัญญาณในย่านความถี่คลื่นมิลลิเมตรที่สูงกว่า 40GHz นั้นต่ำกว่าวัสดุสองประเภทแรกมาก มีความเฉื่อยทางเคมีที่รุนแรงมากและเหมาะสำหรับสถานการณ์ทางทหารและการบินและอวกาศที่ต้องมีการซ่อมแซมซ้ำ
ข้อบกพร่อง: ราคาวัตถุดิบอยู่ที่ 5-8 เท่าของ FR-4 และจำเป็นต้องมีการกระตุ้นพื้นผิวด้วยสารละลายโซเดียมแนฟทาลีนเพื่อให้แน่ใจว่าการยึดเกาะของการเคลือบโลหะของรู กระบวนการเจาะและเคลือบมีเกณฑ์สูง ผลผลิตการประมวลผลต่ำ และต้นทุนรวมโดยรวมสูงกว่าวัสดุ PTFE ดัดแปลงสองประเภทแรกมาก
การกำหนดตำแหน่งที่คุ้มต้นทุน: เป็นสิ่งที่-ต้องมีการเลือกสำหรับสถานการณ์ความถี่/สภาพแวดล้อมที่รุนแรงสูง- และค่าที่ไม่สามารถทดแทนได้จะสามารถสะท้อนให้เห็นได้เฉพาะในสถานการณ์ที่ต้องรับประกันความสมบูรณ์ของสัญญาณขั้นสูง เช่น การสื่อสารผ่านดาวเทียมที่สูงกว่า 40GHz และเรดาร์ทหาร การใช้ในโครงการเชิงพาณิชย์ทั่วไปจะช่วยเพิ่มต้นทุนที่ไม่จำเป็นอย่างมาก
คำแนะนำในการเลือกสำหรับสถานการณ์ต่างๆ
ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการสุ่มตัวอย่างความถี่สูง-และการผลิต-ครั้งแรกของบอร์ดความถี่สูง-: Rogers RO4350B เป็นที่ต้องการมากกว่าเนื่องจากมีความเข้ากันได้ของกระบวนการที่ดีที่สุดและต้นทุนการทดลองและข้อผิดพลาดต่ำที่สุด
เรดาร์คลื่นมิลลิเมตรที่ผลิตมวลระดับล้าน-และโครงการเสาอากาศ 5G: เลือก Taconic TLY-5 เพื่อสร้างสมดุล-ประสิทธิภาพระดับบนสุดและผลผลิตจำนวนมาก ด้วยความคุ้มค่าโดยรวมสูงสุด
เรดาร์คลื่นมิลลิเมตรที่ติดตั้งในยานพาหนะ การสื่อสารผ่านดาวเทียม และเรดาร์ทหารที่ความถี่สูงกว่า 77GHz: เลือกรุ่นที่สอดคล้องกันของ Rogers RO5880 หรือ Taconic ที่ใช้ PTFE ที่ได้รับการดัดแปลง โดย PTFE บริสุทธิ์จะใช้สำหรับสถานการณ์พิเศษความถี่สูงพิเศษ- ที่สูงกว่า 40GHz เท่านั้น
โมดูลเครื่องขยายสัญญาณเสียงกำลังสูง บอร์ดควบคุมหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่มีโหลดสูง: Rogers RO4350B เป็นที่นิยมเนื่องจากค่าการนำความร้อนสูงสามารถปรับปรุงเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลวของโมดูลได้อย่างมาก