Non esiste un "miglior materiale" universale in assoluto per le schede PCB ad alta-frequenza, né esiste un unico "re dell'efficacia in termini di costi-". Ciascuno dei tre presenta vantaggi insostituibili in diverse bande di frequenza, scenari applicativi e vincoli di budget. La serie di riempimenti in ceramica di Rogers rappresenta il rapporto costo-efficacia completo preferito per la maggior parte dei progetti commerciali ad alta frequenza{5}}, Taconic ha un vantaggio in termini di costi più evidente negli scenari di produzione di massa e il PTFE puro è insostituibile negli scenari con prestazioni estreme di onde millimetriche.
Confronto delle prestazioni principali di tre tipi di materiali
| Tipo materiale | Modello tipico | 10GHz下Dk | 10GHz下Df | Caratteristiche prestazionali principali |
|---|---|---|---|---|
| Rogers (riempito con ceramica/a base di PTFE) | RO4350B,RO5880 | 3.48 / 2.2 | 0.0037 / 0.0009 | Forte stabilità costante dielettrica, buona conduttività termica ed elevata resistenza meccanica |
| Taconic (rinforzo in PTFE) | TLY-5,TLX-8 | 2.2 / 2.55 | 0.0009 / 0.0015 | Ottima stabilità dimensionale meccanica ed elevato grado di standardizzazione nelle lavorazioni |
| Pannello rivestito in rame-puro PTFE | PTFE CCL di grado generale | 2.2 | 0.0009 | Perdita dielettrica estremamente bassa, resistenza alle alte temperature e alla corrosione |
Vantaggi, svantaggi e posizionamento-economico di tre tipi di materiali
Serie di Rogers
Vantaggi: la serie RO4000 può essere lavorata direttamente utilizzando la tecnologia FR-4 standard senza la necessità di uno speciale pretrattamento dei pori in PTFE. L'affidabilità dei fori metallizzati della piastra multi-strato è elevata e la conduttività termica può raggiungere 0,69 W/m · k. Presenta eccellenti prestazioni di controllo dell'aumento della temperatura in scenari ad alta potenza, elevata universalità del settore e catena di fornitura e risorse di elaborazione mature.
Difetto: i modelli a onde millimetriche di fascia alta (come RO5880) hanno un prezzo unitario relativamente alto per le materie prime e alcune specifiche speciali hanno tempi di consegna più lunghi.
Posizionamento conveniente: la prima scelta completa per scenari ad alta-frequenza di livello commerciale inferiori a 10 GHz, che bilancia prestazioni, resa di elaborazione e affidabilità a lungo-termine. È la scelta tradizionale per radar automobilistici, amplificatori per stazioni base 5G e schede di controllo per robot industriali.
Serie taconica
Vantaggi: la struttura rinforzata con fibra di vetro offre una maggiore resistenza meccanica, una forte capacità antideformazione delle piastre sottili, una maggiore resa di lavorazione di pannelli di grandi- dimensioni, i produttori di PCB hanno accumulato molta esperienza standardizzata nei loro processi di laminazione e perforazione e il costo di lavorazione completo nella fase di produzione di massa è inferiore del 10% -15% rispetto al modello Rogers con gli stessi parametri.
Difetto: ci sono meno opzioni per i modelli a conducibilità termica ultra-elevata e l'adattabilità a scenari di potenza-estremamente elevata è leggermente inferiore a Rogers.
Posizionamento in termini di efficacia dei costi: ottimizzazione dei costi per progetti di produzione di massa, che può diluire ulteriormente il costo di produzione complessivo in schede di antenne di grandi-dimensioni e progetti radar a onde millimetriche in batch con elevati requisiti di stabilità dimensionale mantenendo le stesse prestazioni.
Pannello rivestito in rame-puro PTFE
Vantaggi: la perdita dielettrica può essere pari a 0,0004, l'intervallo di resistenza alla temperatura copre -80 gradi ~+150 gradi, è resistente alla forte corrosione di acidi e alcali e la perdita di trasmissione del segnale nella banda di frequenza delle onde millimetriche superiore a 40 GHz è molto inferiore rispetto ai primi due tipi di materiali. Ha un'inerzia chimica estremamente forte ed è adatto a scenari militari e aerospaziali che richiedono riparazioni ripetute.
Difetto: il prezzo della materia prima è 5-8 volte quello dell'FR-4 ed è necessario un trattamento di attivazione superficiale con una soluzione di naftalene di sodio per garantire l'adesione della metallizzazione dei fori. I processi di perforazione e laminazione hanno soglie elevate, bassa resa di lavorazione e un costo complessivo complessivo molto più elevato rispetto ai primi due tipi di materiali PTFE modificati.
Posizionamento conveniente: è una scelta-irrinunciabile per scenari ambientali estremi-di frequenza estremamente elevata e il suo valore insostituibile può riflettersi solo in scenari in cui deve essere garantita l'estrema integrità del segnale, come la comunicazione satellitare superiore a 40 GHz e il radar militare. Il suo utilizzo in progetti commerciali ordinari aumenterà significativamente i costi inutili.
Suggerimenti di selezione per diversi scenari
Introduzione al campionamento ad alta-frequenza e alla prima-produzione di schede ad alta-frequenza: si preferisce Rogers RO4350B in quanto offre la migliore compatibilità di processo e il minor costo per tentativi ed errori.
Progetto di radar a onde millimetriche e antenna 5G prodotto in serie su milioni di livelli-: Taconic TLY-5 è stato selezionato per bilanciare prestazioni di alto livello-e rendimento della produzione di massa, con il massimo rapporto costo-efficacia complessivo.
Radar a onde millimetriche montati su veicoli, comunicazioni satellitari e scenari radar militari superiori a 77 GHz: scegli i modelli Rogers RO5880 basati su PTFE modificato o Taconic corrispondenti, il PTFE puro viene utilizzato solo per scenari speciali a frequenza ultra-elevata superiore a 40 GHz.
Modulo amplificatore ad alta potenza, scheda di controllo per carichi elevati di robot industriali: Rogers RO4350B è preferito in quanto la sua elevata conduttività termica può migliorare significativamente il tempo medio tra i guasti del modulo.