Высоко-Dk TMM13i ламинированного материала изготовления ПКБ для компактных, высокопроизводительных радиочастотных цепей

Кейс по заказной печатной плате: TMM13i с высоким Dk для компактных высокопроизводительных ВЧ-схем

Здравствуйте, я Салли. Сегодня я представляю заказную печатную плату, в которой используется Rogers TMM13i — термореактивный микроволновый материал с высокой диэлектрической проницаемостью — для требовательных применений в области радиочастот и спутниковой связи.

Эта заказная печатная плата использует Rogers TMM13i, изотропный термореактивный керамический микроволновый материал с диэлектрической проницаемостью 12,85. Его высокий Dk обеспечивает значительную миниатюризацию схемы при сохранении низких потерь (Df 0,0019), что делает его идеальным для компактных фильтров, ответвителей и систем спутниковой связи, где пространство имеет решающее значение.

Ключевые выводы

• Материал: керамический термореактивный Rogers TMM13i (Dk 12,85)
• Ключевое преимущество: высокий Dk обеспечивает экстремальную миниатюризацию схемы
• Размер платы: 89,65 мм x 45,27 мм
• Конструкция: двусторонняя без паяльной маски или шелкографии с обеих сторон
• Особая особенность: изотропная диэлектрическая проницаемость для стабильной работы
• Качество: IPC-Class-2 со 100% электрическим тестированием

Задача: миниатюризация без компромиссов

Нашему клиенту требовалась компактная ВЧ-плата, которая могла бы обеспечить превосходные электрические характеристики при очень малом размере. Применение — вероятно, фильтр, ответвитель или модуль спутниковой связи — требовало значительного уменьшения размера схемы без ущерба для целостности сигнала. Стандартные ВЧ-материалы с более низким Dk не могли обеспечить требуемую миниатюризацию.

Rogers TMM13i

Мы выбрали Rogers TMM13i, термореактивный керамический микроволновый материал.

Вот почему:

Высокая диэлектрическая проницаемость (Dk = 12,85 ± 0,35 при 10 ГГц)
Это определяющая характеристика материала. Dk почти 13 позволяет значительно уменьшить размеры схем — линии передачи, ответвители и фильтры могут быть значительно уменьшены по сравнению с материалами с более низким Dk.

Для компактных ВЧ-конструкций это меняет правила игры.

Низкие потери (Df = 0,0019 при 10 ГГц)
Несмотря на высокий Dk, TMM13i поддерживает низкий коэффициент рассеяния, обеспечивая минимальное затухание сигнала.

Изотропная диэлектрическая проницаемость
В отличие от некоторых анизотропных материалов, TMM13i обеспечивает стабильную электрическую производительность во всех направлениях — это критически важно для предсказуемого поведения схемы.

Термореактивная стабильность
Материал устойчив к ползучести и холодному течению, сохраняя стабильность размеров с течением времени. КТР хорошо соответствует меди (19 ppm/K по осям X/Y), обеспечивая надежные металлизированные отверстия при термических циклах.

Преимущества обработки
Обработка нафтанатом натрия перед химическим осаждением не требуется, что упрощает производство. Материал также совместим с бессвинцовыми процессами и имеет рейтинг UL 94V-0.

Спецификации платы

Статистика проектирования

Конструкция из 2 сетей подтверждает, что это специализированная ВЧ-подсхема. 38 переходных отверстий предполагают сложные структуры заземления или экранирования. 32 компонента с 54 площадками указывают на сочетание сквозных и SMT-компонентов как для механической прочности, так и для компактной трассировки.

Выбор дизайна: специально для ВЧ

Без паяльной маски (обе стороны)
Полное отсутствие паяльной маски — это сознательный выбор для высокочастотных конструкций. Паяльная маска имеет собственные диэлектрические свойства, которые могут вызывать потери сигнала и изменение импеданса на микроволновых частотах. Удаляя ее, сигнал взаимодействует только с подложкой TMM13i и медными проводниками.

Белая шелкография (только сверху)
Четкая идентификация компонентов на верхней стороне облегчает сборку и устранение неполадок, в то время как голый нижний слой сохраняет чистоту ВЧ-трассы.

Иммерсионное золотое покрытие
Обеспечивает плоскую, паяемую поверхность с отличной коррозионной стойкостью.

Без глухих переходных отверстий
Все межсоединения выполнены сквозными переходными отверстиями, что упрощает производство и снижает затраты.

Сравнение: как TMM13i выглядит на фоне других

Почему это важно: TMM13i предлагает одно из самых высоких значений Dk, доступных в термореактивных микроволновых материалах, что обеспечивает максимально возможные размеры схем. Его термореактивная конструкция обеспечивает превосходную механическую стабильность по сравнению с альтернативами на основе ПТФЭ.

Идеальные применения

• Фильтры и ответвители, требующие компактных размеров
• Системы спутниковой связи с жесткими ограничениями по пространству
• ВЧ и микроволновые схемы, где миниатюризация имеет решающее значение
• Диэлектрические поляризаторы и линзы
• Тестеры чипов, требующие стабильной и надежной работы

В: Почему стоит выбрать TMM13i вместо TMM10i или других материалов с высоким Dk?
О: TMM13i предлагает самый высокий Dk (12,85) в серии TMM, что обеспечивает наиболее агрессивную миниатюризацию схемы. Если ваше приложение требует максимально компактного размера, TMM13i — это решение.

В: Что означает «изотропный» и почему это важно?
О: Изотропный означает, что диэлектрическая проницаемость одинакова во всех направлениях. Это обеспечивает стабильную электрическую производительность независимо от ориентации схемы, упрощая проектирование и повышая предсказуемость.

В: Почему нет паяльной маски с обеих сторон?
О: Паяльная маска вносит диэлектрические потери и изменение импеданса на высоких частотах. Ее удаление обеспечивает максимально чистый путь ВЧ-сигнала.

В: Каково значение 38 переходных отверстий при всего 2 сетях?
О: Высокое количество переходных отверстий предполагает обширные структуры заземления и экранирования, вероятно, создающие четкую плоскость заземления или экранированные линии передачи для чувствительных ВЧ-сигналов.

В: Легко ли обрабатывать TMM13i?
О: Да. В отличие от материалов на основе ПТФЭ, TMM13i не требует обработки нафтанатом натрия перед нанесением покрытия. Могут использоваться стандартные процессы изготовления печатных плат, включая бессвинцовую сборку.

Заключительные мысли

Чрезвычайно высокая диэлектрическая проницаемость TMM13i обеспечивает наиболее агрессивную миниатюризацию схемы при сохранении превосходных ВЧ-характеристик. В сочетании с его термореактивной стабильностью и надежными характеристиками обработки, это выдающийся выбор для требовательных ВЧ-применений, где пространство имеет абсолютный приоритет.

Есть компактный ВЧ-проект, требующий экстремальной миниатюризации? Я хотел бы услышать о нем.

— Салли