MEGTRON 6/6G jest zaawansowanym materiałem przeznaczonym dla szybkich urządzeń sieciowych, komputerów mainframe, testerów IC oraz urządzeń pomiarowych wysokiej częstotliwości. Główne atrybuty MEGTRON 6/6G to: niska stała dielektryczna i współczynniki rozpraszania dielektryka, niskie straty transmisji i wysoka odporność na ciepło; Td = 410°C (770°F). MEGTRON 6/6G spełnia wymagania specyfikacji IPC 4101 /102 /91.
Laminaty Megtron 6 występują w 18 grubościach, uzupełnionych szeroką gamą grubości prepregów i stylów szkła, w tym różnych ciasno splecionych, tzw. płaskich stylów szkła, aby uniknąć zmian impedancji spowodowanych efektem splotu włókien. Żywica równomiernie pokrywa powierzchnię tych ciasnych splotów. Dla kilku rodzajów szkła prepregów Megtron 6 można wybrać trzy różne procenty zawartości żywicy.
Najbardziej znaczącą różnicą jest to, że Megtron 6 laminuje się tak samo jak konwencjonalne materiały FR-4; nie występują żadne niekompatybilne ciśnienia, temperatura, ruch czy czas utwardzania. Płyty hybrydowe mogą być budowane w pojedynczej laminacji z wewnętrznymi warstwami stosunkowo niedrogich materiałów FR-4 i zewnętrzną warstwą lub warstwami Megtronu 6, przy użyciu konstrukcji foliowej lub kapslowej. Co więcej, szerszy wybór grubości rdzenia i prepregu Megtron 6 oraz zawartości żywicy ułatwia tworzenie układów i kontrolę impedancji.
Materiały do płytek drukowanych o stabilnych wartościach Df rzędu 0,003 do co najmniej 10GHz są niezbędne do spełnienia budżetów strat kanałowych w szybkich aplikacjach cyfrowych, takich jak karty sieciowe dla 40-Gbit/s i szybszych prędkości danych. Różne materiały, niektóre z nich szeroko stosowane w obwodach RF, mają wartości Df wystarczająco niskie, aby spełnić budżety strat dla szybkich ścieżek sygnałowych na przykład na kartach sieciowych Ethernet 40-Gbit/s, z bezpiecznym marginesem. Materiały te kosztują więcej niż zwykłe laminaty FR-4, więc często spotykane są układy hybrydowe, które dedykują szybkie sieci do warstw o niskiej stratności, a mniej krytyczne Obwody do warstw FR-4 dla oszczędności.
W HemeixinObwody drukowane od dawna współpracujemy z Rogers Corporation, która jest wiodącym światowym producentem wysokowydajnych dielektryków, laminatów i prepregów. Dzięki specjalistycznym materiałom do obwodów wysokiej częstotliwości pochodzącym od Rogers Corporation, budujemy płyty Obwody drukowane o wysokiej częstotliwości i dużej szybkości działania. Nasza oferta płyt Obwody drukowane firmy Rogers została zaprojektowaćowana tak, aby zapewnić większą wydajność termiczną w trudnych warunkach pracy.
W porównaniu do konwencjonalnej płyty Obwody drukowane żywicy epoksydowej, ten rodzaj Obwody drukowane jest inny. Większość płyt Obwody drukowane są wykonane z materiału znanego jako FR-4 (Flame Retardant poziom 4), który jest włóknem szklanym / kompozyt epoksydowy z folii miedzianej laminowane na jednej lub obu stronach. Materiał FR-4 jest podstawowym standardem podłoży Obwody drukowane, co daje szeroko efektywną równowagę pomiędzy kosztami, możliwością produkcji, właściwościami elektrycznymi, trwałością i wydajnością. Z drugiej strony, Rogers dostarczy nam FR-4laminaty (rdzeń FR-4 z laminatem miedzianym), ponieważ są one lepiej znane z rdzeni o lepszych właściwościach wysokoczęstotliwościowych, takich jak PTFE (teflon). Chociaż materiały Rogers są droższe niż włókno szklane, są mniej stratne przy wysokich częstotliwościach. To sprawia, że ten rodzaj materiału Obwody drukowane jest dobry dla obwodów RF. Gdy częstotliwość robocza obwodu jest powyżej 500MHz, liczba materiałów, które mogą być wybrane przez inżyniera projektowaćowego staje się znacznie mniejsza. Zazwyczaj inżynier radiowy będzie używał określenia "Obwody drukowane Rogera", gdy chcą wspomnieć o "Płytce obwodowej z rdzeniami teflonowymi". Ale w rzeczywistości Rogers wykonuje również wiele rodzajów rdzeni Obwody drukowane innych niż płytka obwodowa z rdzeniami teflonowymi, podczas gdy wiele firm produkuje również rdzenie teflonowe.
Podsumowując, jest kilka różnic pomiędzy materiałem FR-4 a materiałem Rogers:
Różne rodzaje materiałów firmy Roger. Stosując materiały Advanced Circuit Material, Rogers Obwody drukowane chce ułatwić inżynierom sprzętowym budowanie obwodów o wysokiej częstotliwości i szybkości działania dla komunikacji przewodowej i bezprzewodowej. Produkty/marki firmy Rogers obejmują RT/duriod® High-Frequency Laminates; RO4000® High-Frequency Circuit Materials; RO3000® High Frequency Laminates; oraz TMM® Thermoset Microwave Materials. Każdy z produktów ma swoje cechy i zalety. Poniżej przedstawiamy szczegóły dotyczące każdego produktu firmy Rogers:
Materiały Rogers RT/duroid® do obwodów wysokiej częstotliwości są wypełnionymi PTFE (nieregularnym szkłem lub ceramiką) kompozytowymi osłonami do użytku w aplikacjach wysokiej niezawodności, lotnictwie i obronie. Typy RT/duroid mają długą branżową bliskość w dostarczaniu materiałów o wysokiej niezawodności z dominującą wydajnością. Ten rodzaj materiału ma kilka zalet:
Laminaty RO3000 to kompozyty PTFE z wypełnieniem ceramicznym przeznaczone do użytku w komercyjnych aplikacjach mikrofalowych i RF. Laminaty serii R03000 to materiały obwodowe o bardzo spójnych właściwościach mechanicznych niezależnie od wybranej stałej dielektrycznej. Ze względu na tę cechę, podczas projektowaćowania płyt wielowarstwowych ze zmiennymi stałymi dielektrycznymi, będzie bardzo mało problemów, jeśli w ogóle. Stała dielektryczna VS temperatura materiałów serii RO3000 jest bardzo stabilna. Laminaty RO3000 są również dostępne w szerokim zakresie stałych dielektrycznych (od 3,0 do 10,2). Najczęstsze zastosowania to:
Laminaty i pre-pregi RO4000 posiadają korzystne właściwości, które są bardzo przydatne w obwodach mikrofalowych oraz w przypadkach, gdy wymagana jest kontrolowana impedancja. Laminaty tej serii są zoptymalizowane cenowo i są produkowane przy użyciu standardowych procesów FR4, co czyni je odpowiednimi dla wielowarstwowych Obwody drukowane. Dodatkowo, mogą być przetwarzane bezołowiowo. Seria laminatów RO4000 oferuje szeroki zakres stałych dielektrycznych (2,55-6,15) i jest dostępna w wersjach trudnopalnych UL 94 V-0. Najpopularniejsze zastosowania to:
Laminat węglowodorowo-ceramiczny RO4350B firmy Rogers został opracowany z myślą o zastosowaniach przy wysokich częstotliwościach i niskich kosztach. Laminat może być wytwarzany na płytki drukowane przy użyciu standardowych technik przetwarzania płytek FR-4. W przeciwieństwie do materiałów o wysokiej wydajności opartych na PTFE, ta seria laminatów nie wymaga specjalistycznych procesów przygotowawczych, takich jak wytrawianie sodowe. Materiał ten jest sztywnym, termoutwardzalnym laminatem, który może być przetwarzany przez zautomatyzowane systemy obsługi i urządzenia do szorowania używane do przygotowania powierzchni miedzi.
Laminat RO4350B ma Dk równe 4, Df od 0,0031 do 0,0037 i może być stosowany do częstotliwości do 40 GHz. Może być stosowany do tworzenia obwodów RF i mikrofalowych, sieci dopasowujących i linii transmisyjnych o kontrolowanej impedancji.
Termoutwardzalne laminaty mikrofalowe Rogers TMM® zapewniają jednorodność stałej dielektrycznej, niski współczynnik termiczny stałej dielektrycznej (Dk) oraz dopasowany do miedzi współczynnik rozszerzalności cieplnej. Ze względu na swoją stabilność elektryczną i mechaniczną, laminaty TMM o wysokiej częstotliwości są idealne do zastosowań w liniach paskowych i mikropaskowych o wysokiej niezawodności. Ten rodzaj materiału ma kilka zalet:
Wysokiej jakości materiały Obwody drukowane RF. Załóżmy, że chcesz zbudować moduł Bluetooth 2.5-GHz i ślady RF są około cala długości całkowitej, czy naprawdę rozważyć 0,3-dB straty sygnału, zwłaszcza gdy wiesz, że obwód dopasowania anteny może produkować więcej strat niż to? Może nie. Następnym krokiem w poprawie FR-4 jest użycie materiału o wysokiej wydajności, jak Rogers Obwody drukowanes (np. RO4350B) i innych. Stratność Obwody drukowane RO4350B jest mniejsza niż połowa stratności FR-4 przy 6 GHz. Podczas gdy może to nie być nadmiernie znaczące i nie warte dodatkowych kosztów, jeśli twój obwód pracuje przy częstotliwości poniżej 6 GHz, przy 10 GHz straty są jeszcze mniejsze i FR-4 naprawdę zaczyna pokazywać swoje wady.
Materiały te mogą pracować dobrze aż do zakresu 20-GHz-plus z naprawdę wysoką wydajnością, a dodatkowo mają bardzo stabilny i powtarzalny Er. Poza tym, Er tych materiałów jest zwykle znacznie niższy, rzędu 3,6, a Er jest w zasadzie płaski w zależności od częstotliwości, ponieważ jest to materiał typu "Glass Epoxy" wyższej klasy. Jeśli projektować obwodu wykorzystuje elementy rozproszone lub sieci dopasowujące w zakresie wielu GHz, to naprawdę nie ma lepszego wyboru niż te rodzaje materiałów dla spójności partii do partii. Ponadto, zamiast na bazie szkła epoksydowego, materiały te zazwyczaj mają ceramiczny wypełniacz, który naprawdę poprawia przewodność cieplną. Ogromna ilość tych materiałów może również wytrzymać temperatury montażu bezołowiowego rzeczywiście dobrze. Ale oczywiście, nie ma darmowego lunchu! Cała ta wydajność wiąże się z kosztami, a konkretnie z kosztami płyty. Inną możliwością zaprojektowaćowania wielowarstwowej płytki Obwody drukowane z użyciem wszystkich materiałów o wysokiej wydajności jest opracowanie hybrydowej płytki typu Glass Epoxy/ materiał o wysokiej wydajności. Ta metoda polega na użyciu materiału takiego jak wysokowydajny Rogers RO4350B na zewnętrznych warstwach, gdzie komponenty RF i ślady mikropaskowe używają tańszego Glass Epoxy wewnątrz. W którym znajdują się ścieżki zasilające i sterujące. Taka konstrukcja typu hybrydowego sprawdza się całkiem dobrze i pozwala zaoszczędzić sporą sumę na kosztach płytki. Upewnij się, że sprawdzisz szczegóły u producenta płytki, chociaż jesteś już pewien, że materiały, których chcesz użyć są ze sobą kompatybilne.
Wiele płyt Obwody drukowane zostało zbudowanych przy użyciu materiału Rogers 4350B dla bardzo szybkich obwodów cyfrowych. Jest to sprawdzony wybór z punktu widzenia funkcjonalności i wysoce przewidywalny materiał z punktu widzenia produkcji, z dobrze ustalonymi protokołami produkcyjnymi.
Rogers oferuje trzy możliwości wyboru prepregu do łączenia laminatów 4350B: 4-milowy prepreg, który jest dostępny z dwoma rodzajami szkła oraz prepreg o grubości 3,6 mm z jednym rodzajem szkła. Rogers odradza wytrawianie materiału, odradza stosowanie pojedynczej warstwy prepregu w układach o dużej liczbie warstw i pojedynczej laminacji oraz zaleca konstrukcję czapki. Ze względu na ograniczenia dotyczące stosowania pojedynczej warstwy prepregu, producenci muszą dostosować cykl laminacji do produkcji płyt. Rdzenie Rogersa dla 4350B wymagają wyższego ciśnienia dla prawidłowej laminacji niż prepregi Panasonic, które przetwarzane są w taki sam sposób jak konwencjonalne materiały FR-4. Materiał rdzeni Rogersa jest zasadniczo idealnie płaski i powtarzalny, co pomaga w kontroli impedancji; materiał Panasonic nieco mniej. Materiał Rogersa jest co najmniej dwukrotnie droższy od Megtrona 6. Dostępnych jest osiem grubości laminatu.
Laminaty i prepregi FR408HR są produkowane z opatentowanego przez Isolę systemu wielofunkcyjnej żywicy o wysokiej wydajności, wzmocnionej tkaniną szklaną klasy elektrycznej (E-glass). System ten zapewnia 30% poprawę rozszerzalności w osi Z i oferuje 25% więcej pasma elektrycznego (niższe straty) niż konkurencyjne produkty w tej dziedzinie. Właściwości te w połączeniu z doskonałą odpornością na wilgoć przy rozpływaniu dają w efekcie produkt, który wypełnia lukę zarówno z perspektywy termicznej, jak i elektrycznej.
System FR408HR jest również laserowo fluorescencyjny i blokuje promieniowanie UV, co zapewnia maksymalną kompatybilność z systemami automatycznej kontroli optycznej (AOI), systemami pozycjonowania optycznego i obrazowaniem maski lutowniczej metodą fotoobrazowania.
Obwody o wysokiej częstotliwości wymagają materiałów podłoża, które mają ścisłą kontrolę stałej dielektrycznej, jak również niską stratę. Materiały, które spełniają te wymagania tradycyjnie były wyceniane znacznie wyżej niż konwencjonalne płyty epoksydowo-szklane. Pojawienie się komercyjnego rynku wysokich częstotliwości spowodowało silną potrzebę zrównoważenia wydajności, możliwości produkcyjnych i kosztów. Materiał Rogers RO4003C™ High Frequency wypełnia tę lukę, zapewniając ścisłą kontrolę nad stałą dielektryczną i niską stratność, przy jednoczesnym przetwarzaniu takim samym jak standardowe epoksydowo-szklane, za ułamek kosztów konwencjonalnych laminatów mikrofalowych. Materiały RO4003C są opatentowanymi, tkanymi włóknami szklanymi wzmocnionymi węglowodorami/ceramiką o parametrach elektrycznych PTFE/tkaniny szklanej i możliwościach produkcyjnych epoksydów/szkła.
Ocena tłumienia wtrącenia dla mikropaskowej linii transmisyjnej 50Ω została przeprowadzona na kilku materiałach. Wybrano materiały od standardowego FR4 (epoksyd dyfunkcyjny), do bardziej zaawansowanych laminatów na bazie PTFE (GX i RO3003™). Celem oceny było ilościowe określenie strat w obwodzie na różnych typach materiałów. Pozwoliłoby to lepiej zrozumieć ograniczenia częstotliwościowe każdego typu materiału.
Materiał RO4003C zapewnia straty porównywalne z materiałem RO3003 i GX. Duży wzrost strat jest widoczny przy przejściu do kolejnego materiału, szkła BT. Najbardziej stratny materiał, epoksyd dyfunkcyjny, jest 4,5 razy bardziej stratny niż laminat RO4003C. Ogólnie przy wyborze materiału na etapie projektowaćowania, takie zagadnienia jak;
należy uwzględnić w celu skrócenia czasu cyklu projektowaćowania.
Istnieje wiele materiałów ocenianych pod kątem komercyjnych zastosowań wysokiej częstotliwości, ale po ocenie wydajności i kosztów, wybór zawęża się do kilku, RO3003, GX i RO4003 wśród nich. Te pozostałe materiały zapewniają dobrą kontrolę Er, jak również niską stratę, krytyczną dla częstotliwości w paśmie C (4 do 8 GHz) i powyżej. Materiały RO4003C nie tylko zapewniają wymagane właściwości elektryczne, ale mogą być również wytwarzane w standardowych procesach epoksydowo-szklanych, co obniża koszty produkcji. Ogólnie rzecz biorąc, materiały RO4003C łączą najlepsze właściwości elektryczne z łatwością wytwarzania przy konkurencyjnych kosztach dla zastosowań komercyjnych
RT/duroid® 5870 i 5880 kompozyty PTFE wzmocnione mikrowłóknami szklanymi są przeznaczone do dokładnych zastosowań w obwodach paskowych i mikropaskowych. Mikrowłókna szklane wzmacniające są losowo zorientowane, aby zmaksymalizować korzyści ze wzmocnienia włókien w kierunkach najbardziej wartościowych dla producentów obwodów i w zastosowaniach końcowych obwodów.
Stała dielektryczna laminatów RT/duroid jest jednolita od panelu do panelu i jest stała w szerokim zakresie częstotliwości. Niski współczynnik rozpraszania rozszerza przydatność laminatów RT/duroid 5870 i 5880 do pasma Ku i wyżej.
Laminaty RT/duroid 5870 i 5880 można łatwo ciąć, ścinać i obrabiać do kształtu. Są odporne na wszystkie rozpuszczalniki i odczynniki, gorące lub zimne, zwykle używane do trawienia obwodów drukowanych lub do galwanizacji krawędzi i otworów.
Dostępne z różnymi opcjami okładzin miedzianych.
Cechy:
Materiały RT/duroid® 5880LZ mają najniższą Dk dla laminatu z miedzią dostępną obecnie na rynku. Ze względu na niską stałą dielektryczną 1,96 przy 10 GHz, RT/duroid 5880LZ obsługuje aplikacje szerokopasmowe w zakresie częstotliwości od mikrofal do fal milimetrowych, gdzie dyspersja i straty w obwodach muszą być zminimalizowane. Jest to lekki, oparty na PTFE kompozyt zoptymalizowany z unikalnym wypełniaczem, który zapewnia bardzo niską gęstość (1,37 gm/cm3) i niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE) w osi Z. Dzięki temu 5880LZ dobrze nadaje się do produkcji obwodów wysokiej częstotliwości z otworami typu "plated-through" (PTH) i pozwala na zwiększenie ładowności pojazdów. Ponadto, stała dielektryczna jest jednolita od panelu do panelu i stała w szerokim zakresie częstotliwości, z niskim TCDk w osi Z wynoszącym +22 ppm/°C. Niski współczynnik dyssypacji rozszerza użyteczność RT/duroida 5880LZ na pasmo Ku i wyższe.
Materiały laminatowe Astra MT77 wykazują wyjątkowe właściwości elektryczne, które są bardzo stabilne w szerokim zakresie częstotliwości i temperatur. Astra MT77 jest odpowiednia dla wielu współczesnych komercyjnych obwodów drukowanych RF/mikrofalowych. Posiada stałą dielektryczną (Dk), która jest stabilna w zakresie od -40°C do +140°C przy częstotliwościach do pasma W. Ponadto Astra MT77 oferuje ultra niski współczynnik dyssypacji (Df) wynoszący 0,0017, co czyni go opłacalną alternatywą dla PTFE i innych komercyjnych materiałów laminatów mikrofalowych.Kluczowe zastosowania obejmują długie anteny i aplikacje radarowe dla samochodów, takie jak adaptacyjny tempomat, pre-crash, wykrywanie martwego pola, ostrzeganie przed zjechaniem z pasa ruchu i systemy stop and go.
Rozwój laminatów i prepregów Isola Astra MT77 przyciągnął kilka spojrzeń, szczególnie wśród producentów Obwody drukowane. Materiały te znajdą zastosowanie w kilku systemach mm-Wave. Astra MT77 to niskostratny laminat i prepreg kompatybilny z procesem FR-4. Isola Astra MT77 oferuje wyjątkowe właściwości fizyczne, w tym szeroką częstotliwość operacyjną i wyższy zakres temperatur. Laminaty te są bardzo preferowane w komercyjnych projektowaćach obwodów drukowanych RF/mikrofalowych oraz w aplikacjach mm-Wave.
Isola przedstawiła Astra MT77 podczas wydarzenia IEEE Microwave Theory and Techniques Society's 2019 IMS Microwave Week. Niektóre z głównych zastosowań Astra MT77 obejmują anteny dalekiego zasięgu i aplikacje radarowe dla samochodów. Oczekuje się, że rosnąca popularność tych materiałów w zastosowaniach obejmujących adaptacyjne tempomaty, wykrywanie przedkolizyjne i wykrywanie martwego pola będzie napędzać popyt na te laminaty w nadchodzących latach. Laminaty te znalazły również zastosowanie w systemach ostrzegania przed zjechaniem z pasa ruchu oraz stop and go.
Astra MT77 wykazuje wyjątkowe właściwości elektryczne, takie jak lepsza stała dielektryczna (Dk) w zakresie temperatur od -40°C do +140°C przy częstotliwościach pasma W oraz wyższa stabilność. Ponadto Isola Astra MT77 zapewnia ultra niski współczynnik dyssypacji (Df) na poziomie 0,0017. Niektóre aplikacje związane z pasmem częstotliwości mm-Wave preferują ultra niski współczynnik rozpraszania. Materiały Astra MT77 są idealnym zamiennikiem dla PTFE i innych rodzajów materiałów laminatów mikrofalowych, ze względu na ich opłacalność.
Niektóre z ekskluzywnych cech obejmują szerokie uznanie w branży i zgodność z RoHS. Astra MT-77, ultra niskostratny laminat kompatybilny z procesem FR-4 jest również kompatybilny z bezołowiowym montażem Obwody drukowane. Niektóre zalety przetwarzania obejmują krótszy cykl laminacji, mniejsze zużycie wiertła, dobry przepływ i wypełnienie oraz większą stabilność wymiarową. Laminaty tego typu nie wymagają usuwania zacieków plazmowych, co pomaga obniżyć koszty produkcji. Jednak obróbka tych laminatów wymaga kilku cykli laminacji. Ponadto Isola Astra MT77 jest kompatybilna z technologią HDI, co prawdopodobnie będzie napędzać popyt na nią w najbliższej przyszłości.
Wraz z powstaniem 5G, nowego bezprzewodowego świata i rosnącej liczby aplikacji mm-Wave, popyt na zaawansowane materiały Obwody drukowane prawdopodobnie wzrośnie w najbliższych latach. Co więcej, technologia 5G będzie prawdopodobnie napędzać popyt na ultra-niskostratny laminat kompatybilny z procesem FR-4 i dodawać więcej wartości do przemysłu Obwody drukowane.
Bardzo wysoka prędkość i bardzo niska strata (RF/mikrofale): Materiały do zastosowań RF/mikrofalowych mają najbardziej płaską odpowiedź Dk względem częstotliwości i najmniejszą stratę dielektryczną. Nadają się do zastosowań do 60GHz. Przykładem tego materiału jest Isola Tachyon 100G.
Materiały laminatowe Tachyon 100G są przeznaczone do bardzo szybkich aplikacji cyfrowych do i powyżej prędkości 100 Gb/s. Materiały Tachyon 100G wykazują wyjątkowe właściwości elektryczne, które są bardzo stabilne w szerokim zakresie częstotliwości i temperatur. Tachyon 100G jest odpowiedni do skalowania obecnych produktów do ich następnej generacji poprzez projektowaćowanie nowych backplanów i kart pochodnych, umożliwiając prawie 10-krotne zwiększenie prędkości danych w stosunku do 10 Gb/s. Tachyon 100G jest przeznaczony dla kart liniowych, które wymagają najwyższej wydajności termicznej. Posiada identyczne parametry elektryczne jak Tachyon, ale oferuje 30% poprawę CTE w osi Z na płytkach Obwody drukowane o dużej liczbie warstw. To sprawia, że jest to idealny wybór dla wielowarstwowych kart liniowych, które mają wiele płaszczyzn 2 oz. i BGA o rozstawie 0,8 mm lub mniejszym.
Produkty Tachyon 100G wykorzystują rozłożone szkło i miedź o obniżonym profilu, aby złagodzić skew i poprawić czasy narastania, zmniejszyć jitter, zwiększyć szerokość i wysokość oka. Zastosowanie ultra gładkiej bednarki jest możliwe dzięki bardzo wysokiej adhezji pomiędzy żywicą a metalem. Tachyon 100G ma nominalną stałą dielektryczną (Dk) 3,02, która jest stabilna w zakresie od -55°C do +125°C do 40 GHz. Ponadto Tachyon 100G oferuje bardzo niski nominalny współczynnik dyssypacji (Df) wynoszący 0,0021.
Materiały laminatowe Tachyon 100G są dostępne w zoptymalizowanych formach laminatów i prepregów w typowych grubościach i standardowych rozmiarach paneli, aby zapewnić kompletne rozwiązanie materiałowe dla szybkich cyfrowych wielowarstwowych backplanów i kart pochodnych.
Przedstawiciele Isola wskazali na dwa laminaty, z których drugi został właśnie wprowadzony do sprzedaży pod koniec czerwca 2014 roku, odpowiednio Tachyon i Tachyon-100G, które polecają do budowy backplanów routerów, kart liniowych i Obwody drukowane do innych bardzo szybkich aplikacji cyfrowych. Oba laminaty mają identyczne właściwości elektryczne, w tym Df równe 0,002 i Dk równe 3,02, które są niezmienne do 40 GHz.
Tachyon-100G został wprowadzony z myślą o bardzo szybkich kartach liniowych (100-Gb/s Ethernet) ze względu na jego stabilność termiczną, w szczególności bardzo niski współczynnik rozszerzalności w osi Z, pasujący zwłaszcza do takich konstrukcji o dużej liczbie warstw. Oba materiały wykorzystują szkło rozłożone wraz z bardzo niskoprofilową folią miedzianą (chropowatość powierzchni 2 μm Rz), aby pomóc zminimalizować wywołane splotem skew różnicowe, skrócić czasy narastania sygnału oraz zredukować jitter i intersymbolowe zakłócenia. Materiały te występują w szerokim zakresie grubości prepregu i rdzenia i są przetwarzane w taki sam sposób jak typowe laminaty FR-4. Mogą być stosowane jako rdzeń lub prepreg w hybrydowych konstrukcjach FR-4.
Wszelkie materiały o takich parametrach dielektrycznych i termicznych jak opisane są mile widzianymi dodatkami do katalogu laminatów producentów Obwody drukowane, zwłaszcza, że nie wiążą się z komplikacjami związanymi z obróbką materiałów na bazie PTFE. W najbliższym czasie przedstawię porównania z innymi laminatami.
Przedyskutujmy najważniejsze kwestie związane z produkcją w przypadku hybrydowych układów Obwody drukowane. Po pierwsze, upewnij się, że wszystkie materiały w hybrydowym układzie są kompatybilne z cyklem laminacji. Niektóre materiały wymagają wyższych temperatur i ciśnień niż inne w procesie laminacji. Przed wysłaniem projektowaću należy sprawdzić arkusze danych materiałowych, aby upewnić się, że stosowane są kompatybilne materiały.
I-Speed® to opatentowany, wysokowydajny system FR-4 o temperaturze zeszklenia (Tg) 180°C, przeznaczony do wielowarstwowych płytek drukowanych (PWB), gdzie wymagana jest maksymalna wydajność termiczna i niezawodność. Laminaty i prepregi I-Speed są produkowane przy użyciu opatentowanej przez Isolę technologii o wysokiej wydajności. system żywicy wielofunkcyjnej, wzmocniony tkaniną szklaną klasy elektrycznej (E-glass). System ten zapewnia 15% poprawę rozszerzalności w osi Z i oferuje 25% więcej pasma elektrycznego (niższe straty) niż konkurencyjne produkty w tej dziedzinie. Właściwości te w połączeniu z doskonałą odpornością na wilgoć przy rozpływaniu dają w efekcie produkt, który wypełnia lukę zarówno z perspektywy termicznej, jak i elektrycznej.
I-Speed IS jest rozszerzeniem produktu I-Speed, produkowanym z opatentowanego przez Isolę systemu wielofunkcyjnych żywic o wysokiej wydajności, wzmocnionych tkaniną szklaną klasy elektrycznej (low Dk). Szkło o niskim Dk znacznie zmniejsza Dk materiału do 3,30, umożliwiając zwiększenie szerokości śladów, a także redukuje przekrzywienie spowodowane różnicami Dk między szkłem a żywicą.
System I-Speed jest laserowo fluorescencyjny i blokuje promieniowanie UV, co zapewnia maksymalną kompatybilność z systemami automatycznej kontroli optycznej (AOI), systemami pozycjonowania optycznego i obrazowaniem maski lutowniczej metodą fotoobrazowania.
I-Tera MT40 jest odpowiednia dla wielu współczesnych projektowaćów szybkich obwodów cyfrowych i RF/mikrofalowych. I-Tera MT40 posiada stałą dielektryczną (Dk), która jest stabilna w zakresie od -40°C do +140°C aż do częstotliwości pasma W. Ponadto, I-Tera MT40 oferuje bardzo niski współczynnik rozpraszania (Df) 0,0028 - 0,0035, co czyni go opłacalną alternatywą dla PTFE i innych komercyjnych materiałów do laminowania mikrofal i szybkich obwodów cyfrowych.Materiały laminatowe I-Tera MT40 są obecnie oferowane zarówno w formie laminatu, jak i prepregu w typowych grubościach i standardowych rozmiarach paneli. Zapewnia to kompletny pakiet rozwiązań materiałowych dla szybkich cyfrowych obwodów wielowarstwowych, hybrydowych, RF/mikrofalowych, wielowarstwowych i dwustronnych obwodów drukowanych. I-Tera MT40 nie wymaga żadnej specjalnej obróbki otworów przelotowych, która jest powszechnie wymagana przy obróbce materiałów laminatowych na bazie PTFE.
Hemeixin z dumą informuje o pełnym uznaniu i zatwierdzeniu przez UL produkcji złożonych płytek Obwody drukowane z laminatem HDI i laminatem sekwencyjnym, przy użyciu laminatów i prepregów Isola I-Tera MT40. Niska charakterystyka Dk i bardzo niska strata, w połączeniu z doskonałą odpornością termiczną, działają równolegle, pomagając spełnić rygorystyczne wymagania dzisiejszych szybkich projektowaćów cyfrowych i RF/mikrofalowych. Ponadto, to nowe zatwierdzenie obejmuje również Isola Tachyon 100G, zaprojektowaćowany, aby wspierać przyszły postęp w szybkości transferu danych poprzez zastosowanie szkła rozproszonego i niskoprofilowej folii miedzianej, co skutkuje szybszym czasem narastania, zmniejszeniem skew i jittera oraz zwiększeniem szerokości oka.
Nelco N4000-13 EP to ulepszony system żywicy epoksydowej opracowany z myślą o współczesnych wymaganiach bezołowiowych, gdzie wymagane jest wielokrotne rozpalanie lutu w temperaturach zbliżonych do 260ºC. N4000-13 EP zapewnia zwiększoną niezawodność termiczną bez pogarszania właściwości elektrycznych i strat sygnału, które uczyniły rodzinę produktów Nelco N4000-13 standardem przemysłowym dla wymagających projektowaćów o wysokiej prędkości / niskich stratach. N4000-13 EP SI jest doskonały do zastosowań wymagających optymalnej integralności sygnału i precyzyjnej kontroli impedancji, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej odporności CAF i niezawodności termicznej.
projektowaćowanie interkonektów obsługujących szybkość transmisji danych przekraczającą 50 Gb/s jest niezbędne do wsparcia terabitowych systemów backplane. Aby przewidzieć i zoptymalizować wydajność szybkich łączy pracujących z prędkością 50 Gbps i większą, konieczne jest dokładne modelowanie i charakteryzowanie systemów interkonektowych. Modele interkonektów muszą być szerokopasmowe i uwzględniać efekty wysokoczęstotliwościowe, które nie były krytyczne przy tej szybkości transmisji danych w zakresie od 10 do 20 Gbps . W przypadku większych prędkości transmisji danych, bardzo staranne modelowanie propagacji sygnału w ścieżkach Obwody drukowane i pakietów wymaga właściwej identyfikacji właściwości zależnych od częstotliwości przewodnika i dielektryka w bardzo szerokim paśmie częstotliwości. Dodatkowo, modelowanie 3D i charakterystyka struktur przejściowych są niezbędne do zrozumienia i optymalizacji propagacji fal oraz minimalizacji niedopasowania w różnych strukturach przejściowych, takich jak przelotki i BGA na styku pakietu i Obwody drukowane.
Niskostratne laminaty, takie jak Megtron 6 firmy Panasonic, FR408HR firmy Isola Group i Nelco 4000-13 EPSI firmy Park Electrochemical Corp. mają być kluczowymi czynnikami umożliwiającymi projektowaćowanie płyt do pracy z większą prędkością transmisji danych. Laminaty te oferują znacznie bardziej stabilne charakterystyki dielektryczne i mają znacznie mniejsze straty przy wysokich częstotliwościach. Aby zbadać efekt niskostratnych laminatów i zobaczyć wpływ chropowatości powierzchni, właściwości dielektrycznych, efektów splotu szklanego, kilka płyt z Megtron 6 z wykończeniem Hyper Very Low Profile (HVLP) i wykończeniem Reverse-Treated Foil (RTF), Nelco 4000-13 EPSI z folią miedzianą RTF i standardowym splotem szklanym, Isola FR408HR z folią miedzianą RTF i standardowym splotem szklanym. Pokazano typowe właściwości elektryczne tych laminatów niskoprzepustowych, które są badane w tej pracy oraz typowej płyty FR-4 dla porównania.
Wykonane płytki zostały poddane przekrojowi w celu dokładnej weryfikacji wszystkich wymiarów linii transmisyjnych. Pokazuje on przekrój płytki z Isola's FR408HR, Nelco N4000-13 EPSI, Megtron 6 z wykończeniem RTF i HVLP. Wymiary grubości i szerokości przewodnika, odstępy między ścieżkami oraz wysokość górnej i dolnej warstwy są zaznaczone w mikronach (µm)
Pomiary parametrów rozpraszania wykonano za pomocą 4-portowego analizatora sieci wektorowej (VNA) o częstotliwości 67-GHz, używając sond wysokiej częstotliwości o konfiguracji GSSG o skoku 200 um oraz złączy zatrzaskowych wysokiej częstotliwości. Zmierzono dwa zestawy siatek różnicowych o długości 6 i 12 cali dla FR408HR, Nelco N4000-13 EPSI, Megtron 6 z RTF i wykończeniem HVLP. Pokazano zmierzone straty wtrąceniowe dla trybu różnicowego i wspólnego dla 12-calowych ścieżek czterech płyt. Symulowane straty wtrąceniowe dla podobnych struktur wykorzystujących płyty FR4 są również wykreślone dla porównania. Wykresy pokazują tłumienia, które zgadzają się z właściwościami elektrycznymi tych laminatów podanymi w tabeli I. Zmierzona różnicowa tłumienność wtrąceniowa Megtrona 6 z wykończeniem HVLP wykazuje około 2 dB poprawy w stosunku do Megtrona 6 z wykończeniem RTF przy 25 GHz. Megtron 6 z wykończeniem HVLP wykazuje również około 4 dB i 6 dB poprawy w stosunku do Nelco N4000-13 EPSI i FR408HR, odpowiednio. 12-calowy ślad w Megtronie 6 z laminatem HVLP wykazuje o 20 dB mniejsze straty w porównaniu z podobnym śladem w płytce FR-4.
Różnicowe opóźnienia grupowe 12-calowych ścieżek są obliczane na podstawie zmierzonych S-parametrów czterech portów. Opóźnienia na cal dla czterech płyt są wykreślone jako funkcje częstotliwości. Symulowane opóźnienie grupowe dla płytki FR-4 jest również zawarte w wykresach. Nelco N4000-13 EPSI wykazuje najmniejsze opóźnienie, jak można się spodziewać po wartości stałej dielektrycznej tego laminatu. Typowa płyta FR-4 wykazuje największe opóźnienie, co wynika z jej wyższej stałej dielektrycznej.
Przeprowadzono również symulacje czasowe z wykorzystaniem zmierzonych S-parametrów w celu obliczenia odpowiedzi pojedynczego bitu dla wzbudzenia impulsu o amplitudzie 1 V i szerokości 20 ps (co odpowiada szybkości transmisji danych 50 Gbps) oraz czasu narastania i opadania 8 ps. Widać, że odpowiedzi jednobitowe płytki Megtron 6 doświadczyły najmniejszych tłumień, co można było przewidzieć, zerkając na pokazaną różnicową tłumienność wtrąceniową. Z drugiej strony, odpowiedzi pojedynczych bitów dla FR-4 doznały większego tłumienia i degradacji krawędzi, a następnie FR408HR w porównaniu z płytami Megtron 6. Chociaż odpowiedź pojedynczego bitu dla Nelco N4000-13 EPSI miała podobną tłumienność i dyspersję jak FR408HR, to ze względu na niską stałą dielektryczną miała najmniejsze opóźnienie.
TU-872 SLK jest oparty na wysokiej wydajności modyfikowanej żywicy epoksydowej FR-4. Materiał ten jest wzmocniony regularnie tkanym szkłem E i zaprojektowaćowany z niską stałą dielektryczną i niskim współczynnikiem rozpraszania dla aplikacji wielowarstwowych płytek drukowanych o dużej prędkości i niskiej stracie oraz wysokiej częstotliwości. Materiał TU-872 SLK jest odpowiedni dla ochrony środowiska w procesie bezołowiowym, a także kompatybilny z procesami FR-4. Laminaty TU-872 SLK wykazują również doskonałą odporność na wilgoć, ulepszone CTE, doskonałą odporność chemiczną, stabilność termiczną, odporność na CAF i twardość wzmocnioną przez związek tworzący sieć allyl.
Główne cechy
RF-35 to organiczno-ceramiczny laminat z rodziny ORCER produktów Taconic. Jest on oparty na tkanym wzmocnieniu szklanym. RF-35 jest wynikiem doświadczenia firmy Taconic zarówno w technologii wypełnień ceramicznych, jak i w powlekanym włóknie szklanym PTFE.
PTFE jest materiałem termoplastycznym, który jest bardzo stabilny elektrycznie i chemicznie w porównaniu z popularnymi żywicami termoutwardzalnymi, takimi jak epoksyd, polifenylenotlenek, poliimid i ester cyjanowy. To, co sprawia, że PTFE zachowuje się znakomicie w zależności od częstotliwości i temperatury, sprawia również, że czysta żywica jest stosunkowo miękka. Z tego powodu wszystkie laminaty Taconic są wzmocnione tkaniną szklaną. Wzmocnienie podłoża tkaniną szklaną znacznie zwiększa stabilność w osi X i Y w porównaniu z produktami z włókniny lub niewzmocnionego PTFE. Podczas gdy tkanina szklana zapewnia doskonałe parametry wymiarowe
RF-35 to najlepszy wybór dla tanich, wysokonakładowych zastosowań komercyjnych w zakresie mikrofal i częstotliwości radiowych. Doskonała wytrzymałość na odrywanie dla miedzi o wadze 1/2 uncji i 1 uncji (nawet w porównaniu ze standardowymi materiałami epoksydowymi), co jest krytycznym aspektem, gdy wymagana jest ponowna obróbka. Bardzo niski współczynnik absorpcji wilgoci i niski współczynnik rozpraszania minimalizują przesunięcie fazowe wraz z częstotliwością.
RF-35 firmy Taconic to laminat o Dk (Dielectric Constant) 3,5 +/- 0,1, Df (Dissipation Factor) 0,0018.
TLX oferuje niezawodność w szerokim zakresie zastosowań RF. Materiał ten jest wszechstronny ze względu na zakres 2,45 - 2,65 DK i dostępne grubości oraz okładziny miedziane. Nadaje się do projektowaćów mikrofalowych o niskiej liczbie warstw.Laminaty TLX PTFE z włókna szklanego są idealne do stosowania w systemach radarowych, komunikacji mobilnej, mikrofalowych urządzeń testowych, urządzeń do transmisji mikrofalowej i komponentów RF.TLX jest wołem roboczym w świecie podłoży mikrofalowych RF, gdzie włókno szklane oferuje wzmocnienie mechaniczne.
wszędzie tam, gdzie podłoże doświadcza trudnych środowisk, takich jak:
Szeroki zakres dostępnych stałych dielektrycznych umożliwia produkcję sprzęgaczy, rozgałęźników, sumatorów, wzmacniaczy, anten i innych elementów.
ThunderClad 2 ( TU-883 ) jest materiałem kategorii bardzo niskich strat opartym na żywicy o wysokiej wydajności. Materiał ten jest wzmocniony regularnym tkane E-glass i zaprojektowaćowany z bardzo niskiej stałej dielektrycznej i współczynnika rozpraszania systemu żywicy dla wysokiej prędkości niskiej straty, częstotliwości radiowej i aplikacji bezprzewodowych. Materiał ThunderClad 2 jest odpowiedni dla chroniących środowisko procesów bezołowiowych, a także kompatybilny z procesami FR-4. Laminaty ThunderClad 2 wykazują również doskonałą odporność na wilgoć, ulepszone CTE, doskonałą odporność chemiczną, stabilność termiczną i odporność na CAF.
Główne cechy
ThunderClad 3+ ( TU-933+ ) jest zaawansowany materiał zaprojektowaćowany dla wysokiej prędkości obliczeniowej, telekomunikacji, częstotliwości radiowej super niskie straty aplikacji złożonych. ThunderClad 3+ wydajność elektryczna jest konkurencyjny z PTFE opartych, węglowodorów opartych bardzo niskie straty materiałów, ale zdolne do wysokiej liczby warstw projektowaćowania płytek drukowanych z doskonałą niezawodność termiczną.
Laminaty ThunderClad 3+ wykazują również doskonałą odporność na wilgoć, ulepszone CTE, doskonałą odporność chemiczną, stabilność termiczną, odporność na CAF, a także są kompatybilne z modyfikowanymi procesami FR-4.
Główne cechy
Główne cechy
Laminaty RO4835 są materiałem o niskiej stratności, który oferuje niski koszt produkcji obwodów, kompatybilny ze standardowymi procesami epoksydowo-szklanymi (FR-4). Laminaty te są dostępne z folią miedzianą LoPro® Reverse, idealną do zastosowań wymagających niskiej tłumienności.
Laminaty RO4835 firmy Rogers Corporation to materiały do obwodów wysokiej częstotliwości, które pracują do 40 GHz. Zapewniają one 10x większą odporność na utlenianie niż standardowe materiały termoutwardzalne RF. Stała dielektryczna RO4835 wynosi 3,48 przy współczynniku rozpraszania 0,0037 (mierzonym przy 10 GHz).
Laminaty RO4835, dostępne są z opracowaną przez Rogersa folią miedzianą LoPro do obróbki odwrotnej. Materiały te są idealne do zastosowań wymagających niskiej charakterystyki tłumienia wtrąceniowego. Folia LoPro zapewnia zmniejszenie zmienności elektrycznej dzięki gładszej powierzchni miedzi, utrzymując stałą wydajność dla niezawodnego dostarczania sygnału szerokopasmowego od częstotliwości cyfrowych poprzez RF i mikrofalowe.
Laminaty RO4835T, oferowane w grubościach rdzenia 2,5 mm, 3 mm i 4 mm, to materiały termoutwardzalne o gęstości 3,3 Dk, niskostratne, wzmocnione rozłożonym szkłem, wypełnione ceramiką, przeznaczone do stosowania w warstwach wewnętrznych w projektowaćach płyt wielowarstwowych i stanowią uzupełnienie laminatów RO4835, gdy potrzebne są cieńsze rdzenie. Materiały wiążące RO4450T to materiały o gęstości 3,2-3,3 Dk, niskostratne, wzmocnione rozłożonym szkłem, wypełnione ceramiką, zaprojektowaćowane jako uzupełnienie RO4835T i istniejącej rodziny laminatów RO4000, dostępne w grubościach 3, 4 lub 5 mil. Folie CU4000 i CU4000 LoPro są opcjami folii w arkuszach dla projektowaćantów poszukujących laminatów foliowych i zapewniają dobrą przyczepność warstwy zewnętrznej, gdy są stosowane z produktami RO4000.
Laminaty RO4835T i materiały łączące RO4450T wykazują doskonałą kontrolę Dk dla powtarzalnych parametrów elektrycznych, niską rozszerzalność osi z dla niezawodności otworów przelotowych i są kompatybilne ze standardowymi procesami epoksydowo-szklanymi (FR-4). Materiały te są doskonałym wyborem dla projektowaćów wielowarstwowych wymagających sekwencyjnej laminacji, ponieważ w pełni utwardzone produkty RO4000 są w stanie wytrzymać wiele cykli laminacji. Laminaty RO4835T i materiały łączące RO4450T posiadają klasę odporności na płomień UL 94 V-0 i są kompatybilne z procesami bezołowiowymi.
Wydrukować i wytrawić warstwy wewnętrzne przy użyciu standardowych procesów obrazowania/wytrawiania (patrz Przygotowanie warstwy wewnętrznej). Obróbka powierzchni miedzianych za pomocą odpowiednich procesów tlenkowych lub alternatywnych. Powierzchnia PTFE laminatów typu RF nie powinna wymagać dalszej obróbki, jeśli po wytrawieniu nie zostanie naruszona. Szorowanie nie jest zalecane, ponieważ spowoduje zniekształcenie materiału i usunie mechaniczną strukturę zębów nadaną przez laminowaną folię miedzianą. To właśnie ta struktura zębów umożliwia mechaniczną adhezję warstwy wiążącej lub prepregu. Jak wspomniano wcześniej, laminaty typu RF mogą być laminowane w czystym opakowaniu lub w opakowaniu mieszanym, w którym zazwyczaj stosuje się laminat epoksydowy lub prepreg. Wybór pakietu zależy od wymagań dotyczących parametrów elektrycznych pakietu. Większość mieszanych pakietów dielektrycznych jest zaprojektowaćowana tak, że część cyfrowa lub o niskiej częstotliwości znajduje się na laminacie epoksydowym, a część o wysokiej częstotliwości na laminacie typu RF. Po połączeniu, ten typ laminatu zmniejsza koszty, przestrzeń, złącza i znacznie skraca odległość, jaką musi pokonać sygnał.
Czysty wielowarstwowy pakiet materiałów typu RF może być łączony przy użyciu filmu łączącego HT1.5 firmy Taconic. Jest to termoplastyczny film o bardzo niskiej stracie elektrycznej, stosowany w przemyśle od wielu lat do łączenia innych typów laminatów opartych na PTFE. film spajający HT1,5 ma stałą dielektryczną 2,35, która jest znacząco różna od stałej dielektrycznej materiałów typu RF. Jednakże, projektowaćant powinien być w stanie zaprojektowaćować z tym pamiętać. Taconic opracowuje obecnie prepreg łączący, który będzie ściśle odpowiadał DK materiałów typu RF. HT 1.5 jest termoplastyczny i topi się w temperaturze około 400o F (204oC), dlatego należy zachować ostrożność, gdy wymagana jest wielokrotna lub sekwencyjna laminacja lub gdy płyta jest poddawana skokom temperatury, takim jak lutowanie gorącym powietrzem.
Innym filmem wiążącym stosowanym w przemyśle jest FEP, film na bazie fluoropolimeru. Temperatura topnienia FEP wynosi około 500oF (260oC) i zapewnia większą ochronę przed rozwarstwieniem, gdy płyta jest poddawana cyklom termicznym po laminacji, takim jak lutowanie gorącym powietrzem.
Mieszany pakiet dielektryczny składający się z laminatów typu RF i innych laminatów, np. epoksydowych, nie jest często spotykany, ale można go wykonać dość łatwo. Łączenie laminatów typu RF z laminatem epoksydowym odbywa się przy użyciu standardowego prepregu epoksydowego. Ponieważ sygnał wysokiej częstotliwości RF nie widzi epoksydu dzięki płaszczyźnie uziemienia na laminacie RF, wyższa strata prepregu epoksydowego nie wchodzi w grę. Można stosować standardowe cykle laminacji prepregów epoksydowych zgodnie z zaleceniami producenta. Ważne jest, aby laminat typu RF nie był szorowany w przypadku, gdy na płaszczyźnie masy znajdują się obszary nie miedziane. Odcisk dendrytu pozostawiony po wytrawieniu folii miedzianej jest krytyczny dla dobrej wytrzymałości wiązania i nie może być naruszony przed laminacją.