RT/duroid® альтернативная альтернатива? TLY-5 ламинированные печатные платы

Характер продукции

Что такое TLY-5?
TLY-5 — это базовый материал для авионики и аэрокосмической промышленности с очень низкой диэлектрической постоянной (Dk), производимый AGC. Он имеет легкое тканое армирование из стекловолокна, которое обеспечивает превосходную стабильность размеров по сравнению с композитами из ПТФЭ, армированными рубленым волокном. Обладая сверхнизким коэффициентом рассеяния 0,0009 на частоте 10 ГГц, Dk 2,20 ± 0,02 и отличными механическими свойствами, TLY-5 специально создан для приложений миллиметрового диапазона до 77 ГГц и выше, включая автомобильные радары, спутниковую связь и аэрокосмические системы.

 

Ключевые выводы (краткий обзор)

 

Dk (10 ГГц): 2,20 ± 0,02 (можно указать от 2,17 до 2,40)

 

Коэффициент рассеивания: 0,0009 при 10 ГГц – самый низкий в своем классе

 

КТР (X/Y/Z): 26/15/217 частей на миллион/°C (25–260°C)

 

Теплопроводность: 0,22 Вт/(м·К)

 

Влагопоглощение: 0,02% – исключительно низкое.

 

Воспламеняемость: UL 94 V-0.

 

НАСА Дегазация: TML, CVCM, WVR, все ≤ 0,01%.

 

Ключевое отличие: легкая армирующая ткань из стекловолокна обеспечивает превосходную стабильность размеров по сравнению с альтернативами из рубленого волокна, что обеспечивает более высокую производительность производства.

 

 

1. Почему стоит выбрать TLY-5? – Обоснование выбора материала

Для инженеров, проектирующих высокочастотные схемы на частотах миллиметровых волн (диапазоны Ka, E, W), выбор материала имеет решающее значение для достижения как электрических характеристик, так и технологичности. TLY-5 отвечает этим требованиям благодаря четырем ключевым преимуществам:

 

Сверхнизкие диэлектрические потери: благодаря коэффициенту рассеяния 0,0009 на частоте 10 ГГц TLY-5 обеспечивает самый низкий Df в своем классе. Это приводит к минимальным вносимым потерям — решающему фактору для автомобильных радаров 77 ГГц и других антенн миллиметрового диапазона, где затухание сигнала должно строго контролироваться.

 

Превосходная стабильность размеров: в отличие от композитов из ПТФЭ, армированных рубленым волокном, в TLY-5 используется легкая тканая стекловолоконная матрица. В результате получается механически стабильный ламинат, который устойчив к изменениям размеров во время изготовления печатных плат, что приводит к более высокой производительности производства и стабильным характеристикам при крупносерийном производстве.

 

Постоянный и равномерный Dk: Диэлектрическая проницаемость может быть указана в диапазоне от 2,17 до 2,40 с жестким допуском ±0,02 для большинства толщин. Эта однородность обеспечивает предсказуемое управление импедансом и фазовой характеристикой, что важно для антенн с фазированной решеткой и сетей формирования диаграммы направленности.

 

Надежность аэрокосмического уровня: благодаря значениям газовыделения НАСА (TML, CVCM, WVR) на уровне ≤0,01% и рейтингу воспламеняемости UL 94 V-0, TLY-5 соответствует строгим требованиям для космических аппаратов и авионики.

 

 

2. Свойства ламината TLY-5

В таблице ниже собраны все электрические, механические, тепловые и физические характеристики TLY-5, указанные в официальном техническом описании. Все значения представляют собой типичные измеренные данные и предназначены для помощи в выборе материала.

Свойство	Условия	Типичное значение	Единицы	Метод испытания
Диэлектрическая проницаемость	@ 10 ГГц	2.2	—	МПК-650 2.5.5.5
Фактор рассеивания	@ 10 ГГц	0,0009	—	МПК-650 2.5.5.5
Объемное сопротивление	После повышения темп.	10¹⁰	МОм/см	МПК-650 2.5.17.1
Объемное сопротивление	После влажности	10¹⁰	МОм/см	МПК-650 2.5.17.1
Поверхностное сопротивление	После повышения темп.	10⁸	Моомс	МПК-650 2.5.17.1
Поверхностное сопротивление	После влажности	10⁸	Моомс	МПК-650 2.5.17.1
Теплопроводность	—	0,22	Вт/(м·К)	АСТМ Ф 433
КТР – ось X (25–260°C)	—	26	ppm/°C	АСТМ Д 3386 (ТМА)
КТР – ось Y (25–260°C)	—	15	ppm/°C	АСТМ Д 3386 (ТМА)
КТР – ось Z (25–260°C)	—	217	ppm/°C	АСТМ Д 3386 (ТМА)
Сила отслаивания	1/2 унции. ЭД медь	1,96 (11)	Н/мм (фунты/дюймы)	МПК-650 2.4.8
Сила отслаивания	1 унция. CL1 медь	2,86 (16)	Н/мм (фунты/дюймы)	МПК-650 2.4.8
Сила отслаивания	1 унция. С1 медь	3,04 (17)	Н/мм (фунты/дюймы)	МПК-650 2.4.8
Сила отслаивания (повышенная температура)	—	2,32 (13)	Н/мм (фунты/дюймы)	МПК-650 2.4.8
Прочность на изгиб – MD	—	96,91 (14 057)	Н/мм² (фунты на квадратный дюйм)	МПК-650 2.4.4
Прочность на изгиб – CD	—	89,32 (12 955)	Н/мм² (фунты на квадратный дюйм)	МПК-650 2.4.4
Модуль Юнга – доктор медицинских наук	—	9,65 × 10³ (1,4 × 10⁶)	Н/мм² (фунты на квадратный дюйм)	АСТМ Д 3039/МПК-650 2.4.19
Коэффициент Пуассона – MD	—	0,21	—	АСТМ Д 3039/МПК-650 2.4.19
Плотность (удельный вес)	—	2.19	г/см³	АСТМ Д 792
Стабильность размеров – MD	10 миллионов, в среднем после запекания и термического стресса	-0,038	мм/М (мил/дюйм)	МПК-650 2.4.39
Стабильность размеров – CD	10 миллионов, в среднем после запекания и термического стресса	-0,038	мм/М (мил/дюйм)	МПК-650 2.4.39
Поглощение влаги	—	0,02	%	МПК-650 2.6.2.1
НАСА Дегазация - TML	—	0,01	%	—
НАСА Дегазация - CVCM	—	0,01	%	—
НАСА Дегазация - WVR	—	0,01	%	—
Рейтинг воспламеняемости	—	В-0	—	УЛ-94

Примечания:

Диэлектрическая проницаемость может быть указана в диапазоне от 2,17 до 2,40 с допуском ±0,02 для большинства толщин.

 

 

3. Доступные толщины и размеры панелей.

 

Стандартная толщина:

0,0035 дюйма (0,09 мм)

0,0050 дюйма (0,13 мм)

0,0075 дюйма (0,19 мм)

0,0100 дюйма (0,25 мм)

0,0200 дюйма (0,51 мм)

0,0300 дюйма (0,76 мм)

0,0600 дюйма (1,52 мм)

TLY-5 может быть изготовлен с шагом 0,005 дюйма (0,125 мм). Дополнительная толщина доступна по запросу.

 

 

Стандартные размеры панели:

12 × 18 дюймов (305 × 457 мм)

16 × 18 дюймов (406 × 457 мм)

18 × 24 дюйма (457 × 610 мм) – стандартный размер панели

16 × 36 дюймов (406 × 914 мм)

24 × 36 дюймов (610 × 914 мм)

18 × 48 дюймов (457 × 1220 мм)

 

 

4. Пример проектирования печатной платы – от спецификации к реальности

Чтобы проиллюстрировать, как TLY-5 работает в реальной конструкции, вот пример двухслойной платы с конечной толщиной 0,3 мм.

 

 

Технические характеристики конструкции печатной платы

Параметр	Спецификация
Базовый материал	ТЛИ-5
Количество слоев	2
Размеры платы	45 мм × 87 мм (±0,15 мм)
Толщина готовой доски	0,3 мм
Стек печатной платы	Cu (35 мкм) / TLY-5 (0,191 мм / 7,5 мил) / Cu (35 мкм)
Минимальный след/пространство	6 / 10 мил
Минимальный размер отверстия	0,4 мм
Слепые переходы	Никто
Готовая медная масса (внешние слои)	1 унция (35 мкм / 1,4 мил)
Через толщину покрытия	20 мкм
Поверхностная обработка	EPIG (электрическое иммерсионное палладиевое золото)
Топ Шелкография	Никто
Нижняя шелкография	Никто
Верхняя паяльная маска	Никто
Нижняя паяльная маска	Никто
Стандарт качества	МПК Класс-2
Тестирование	100% электрические испытания
Формат изображения	Гербер RS-274-X
Доступность	По всему миру

 

 

Инженерное обоснование ключевых характеристик:

Параметр	Обоснование
Выбор TLY-5	Выбран из-за сверхнизкого Df (0,0009), стабильного Dk (2,20 ± 0,02) и стабильности размеров, что критически важно для работы в миллиметровом диапазоне волн и производства в больших объемах.
Толщина готовой продукции 0,3 мм	Достигнуто с использованием сердечника TLY-5 толщиной 7,5 мил (0,191 мм); поддерживает компактные, чувствительные к весу конструкции, сохраняя при этом механическую жесткость.
6/10 мил Трассировка/Пробел	Стандартная возможность влажного травления; удовлетворяет требованиям маршрутизации как RF, так и DC.
Минимальный размер отверстия 0,4 мм	Механическое бурение является простым; не требуются лазерные или слепые переходные отверстия, что упрощает изготовление и снижает стоимость.
Вес меди 1 унция	Балансирует пропускную способность по току и возможность травления мелких деталей.
20 мкм через покрытие	Превышает минимум IPC класса 2; обеспечивает надежную надежность PTH.
EPIG Поверхностная обработка	Химическое палладиевое иммерсионное золото обеспечивает превосходную плоскостность, стойкость к окислению и свариваемость проводов, что идеально подходит для высокочастотных сборок.
Без паяльной маски/без шелкографии	Устраняет потенциальные радиочастотные помехи; упрощает обработку этой высокочастотной конструкции.
МПК Класс-2	Балансирует стоимость и надежность для коммерческих аэрокосмических и телекоммуникационных приложений.
100% электрические испытания	Обеспечивает импеданс, непрерывность и изоляцию перед отправкой.

 

 

Основные замечания по изготовлению TLY-5:

 

Сверление: конструкция TLY-5 из плетеного стекловолокна требует острых твердосплавных сверл с оптимизированной скоростью и скоростью втягивания. Хотя легкое армирование стеклом снижает износ инструмента по сравнению со стандартным FR-4, правильные параметры необходимы для предотвращения образования заусенцев и обеспечения чистоты стенок отверстий.

 

Подготовка поверхности: Для EPIG или других покрытий применяются стандартные методы подготовки поверхности из ПТФЭ. Плазменная обработка может быть полезна для обеспечения прочной адгезии покрытия.

 

Стабильность размеров: Матрица из тканого стекла обеспечивает превосходную стабильность размеров во время обработки, что приводит к более точному совмещению и более высокому выходу продукции по сравнению с альтернативами из рубленого волокна. Это особенно ценно для проектов с плотным переходным полем (в данном случае 139 переходных отверстий) и компонентами с мелким шагом.

 

 

5. TLY-3FF: гибкий вариант

Для применений, требующих гибкого радиуса изгиба, AGC предлагает TLY-3FF, очень гибкий ламинат, предназначенный для гибких или жестко-гибких цепей. Ключевые отличия включают в себя:

 

Гибкость, сравнимая с ламинатами из армированного рубленым волокном ПТФЭ.

 

Более низкий тангенс потерь, чем у традиционных ламинатов, армированных рубленым волокном.

 

Улучшенный лазер за счет возможности формирования

 

Сохраняет стабильность размеров стандартной серии TLY-5.

 

Это делает TLY-3FF отличным выбором для носимой электроники, складных антенн и приложений, где требуется механический изгиб без ущерба для радиочастотных характеристик.

 

 

6. Сравнительное позиционирование – чем выделяется TLY-5

По сравнению с обычными композитами из ПТФЭ, армированными рубленым волокном, TLY-5 предлагает несколько явных преимуществ:

Аспект	TLY-5 (тканое стекло)	Рубленое волокно ПТФЭ
Стабильность размеров	Superior – тканая матрица обеспечивает механическую жесткость.	Нижний – может смещаться во время обработки
Производительность производства	Выше – единообразие от панели к панели	Ниже – больше вариаций
Фактор рассеивания	0,0009 (самый низкий в классе)	Обычно выше
Дк Толерантность	±0,02 (жесткий контроль)	Более широкий вариант
Обработка/Сверление	Хорошо – легкое стекло	Сложнее – абразивные волокна.
Гибкость	Стандартный	Более гибкий (но TLY-3FF решает эту проблему)

 

 

7. Типичные применения – где TLY-5 сияет

Основываясь на своем наборе свойств и приведенном выше расчетном примере, TLY-5 хорошо подходит для:

 

Автомобильный радар: датчики 77 ГГц и 79 ГГц для ADAS и систем автономного вождения.

 

Спутниковая и сотовая связь: терминалы Ka-диапазона, оборудование наземных станций.

 

Усилители мощности: высокочастотные силовые каскады, требующие низких потерь.

 

LNB, LNA, LNC: Малошумящие блоки и усилители для спутникового приема

 

Аэрокосмическая промышленность и авиация: радиовысотомеры, системы связи, навигационное оборудование.

 

Приложения в диапазонах Ka, E и W: системы миллиметрового диапазона до 77 ГГц и выше.

 

 

В1: Каков диапазон диэлектрической проницаемости TLY-5?

Dk может быть указан в диапазоне от 2,17 до 2,40. Для большинства толщин допуск составляет ±0,02, что обеспечивает превосходную стабильность для конструкций с контролем импеданса.

 

 

Вопрос 2: Чем TLY-5 отличается от композитов из ПТФЭ, армированных рубленым волокном?
В TLY-5 используется легкая тканая стекловолоконная матрица, обеспечивающая превосходную стабильность размеров и более высокую производительность производства. Сравнительные испытания на частоте 77 ГГц показали эквивалентные вносимые потери, причем основным преимуществом является улучшение технологичности.

 

 

В3: Какова максимальная рабочая частота TLY-5?
TLY-5 успешно применяется в приложениях до 77 ГГц (автомобильные радары) и выше, включая диапазоны Ka, E и W. Его сверхнизкий Df (0,0009) делает его пригодным для работы на частотах миллиметрового диапазона.

 

 

В4: Подходит ли TLY-5 для космического применения?
Да. Благодаря значениям газовыделения НАСА (TML, CVCM, WVR) на уровне ≤0,01% и воспламеняемости UL 94 V-0, TLY-5 соответствует требованиям аэрокосмического уровня для космического и авиационного оборудования.

 

 

В5: В чем разница между TLY-5 и TLY-3FF?
TLY-3FF — это очень гибкий вариант TLY-5, предназначенный для применений, требующих радиуса изгиба. Он обеспечивает гибкость, сравнимую с ламинатами из рубленого волокна, сохраняя при этом меньшие потери и улучшенные возможности лазерного формирования.

 

 

В6: Какие размеры и отделка меди доступны?
Стандартные варианты меди включают 1/2 унции и 1 унцию с различной обработкой (ED, CL1, C1). Поверхностная обработка включает EPIG (как и в случае конструкции), а также другие стандартные опции по запросу.

 

 

Вопрос 7. Гарантированы ли все значения в таблице свойств?
Предоставленные данные представляют собой типичные измеренные значения, призванные помочь в выборе материала. Они не являются значениями спецификации. По вопросам критических допусков обращайтесь напрямую в AGC.

 

 

В8: Какие размеры панелей доступны для TLY-5?
Стандартные размеры панелей варьируются от 12 × 18 до 24 × 36 дюймов, при этом стандарт составляет 18 × 24 дюйма (457 × 610 мм). Дополнительные размеры доступны по запросу.

 

 

Заключение

TLY-5 от AGC представляет собой привлекательное решение для инженеров, проектирующих высокочастотные схемы миллиметрового диапазона, которым необходимы сверхнизкие потери, постоянные диэлектрические свойства и исключительная стабильность размеров. Как показывает двухслойный корпус печатной платы (толщина 0,3 мм, 139 переходных отверстий и обработка поверхности EPIG), TLY-5 плавно интегрируется в стандартные рабочие процессы производства, обеспечивая при этом электрические характеристики, необходимые для автомобильных радаров 77 ГГц, спутниковой связи и аэрокосмических приложений. Благодаря легкому армированию из тканого стекловолокна TLY-5 не только соответствует электрическим характеристикам альтернатив из рубленого волокна, но и превосходит их по технологичности и производительности, что делает его надежным, проверенным на практике выбором для крупносерийного производства миллиметрового диапазона.