PCB Tecnico - Perché scegliere il materiale ad alto TG per il substrato PCB

Prima di tutto, devo dire che l'alto Tg si riferisce ad alta resistenza al calore. Con il rapido sviluppo dell'industria elettronica, in particolare dei prodotti elettronici rappresentati dai computer, lo sviluppo di alta funzionalità e di alti multistrati richiede una maggiore resistenza al calore dei materiali del substrato PCB come garanzia importante. L'emergere e lo sviluppo di tecnologie di montaggio ad alta densità rappresentate da SMT e CMT hanno reso i PCB sempre più inseparabili dal supporto di elevata resistenza al calore dei substrati in termini di apertura ridotta, cablaggio fine e diradamento.

Sotto alta temperatura, i materiali del substrato PCB non solo producono ammorbidimento, deformazione, fusione, ecc., ma mostrano anche un forte declino nelle caratteristiche meccaniche ed elettriche (penso che non si voglia vedere questo nei propri prodotti). Pertanto, la differenza tra FR-4 generale e FR-4 alto Tg è la resistenza meccanica, la stabilità dimensionale, l'adesione, l'assorbimento dell'acqua e la decomposizione termica del materiale allo stato caldo, specialmente quando riscaldato dopo l'assorbimento di umidità. Ci sono differenze in varie condizioni come l'espansione termica e i prodotti ad alto Tg sono ovviamente migliori dei materiali del substrato PCB ordinari.

L'alta frequenza delle apparecchiature elettroniche è una tendenza di sviluppo, soprattutto con il crescente sviluppo delle reti wireless e delle comunicazioni satellitari, i prodotti di informazione si stanno muovendo verso l'alta velocità e ad alta frequenza e i prodotti di comunicazione si stanno muovendo verso la standardizzazione di voce, video e dati per la trasmissione senza fili con grande capacità e velocità. Di conseguenza. Lo sviluppo di una nuova generazione di prodotti richiede substrati ad alta frequenza.

Sistema a microonde digitale (stazione base alla ricezione della stazione base) 10 ~ 38GHz PCB ad alta frequenza s devono essere applicati ai prodotti di comunicazione quali i sistemi satellitari e le stazioni base di ricezione del telefono cellulare nella tabella precedente. Nei prossimi anni, inevitabilmente si svilupperanno rapidamente e substrati ad alta frequenza saranno molto richiesti.

Le caratteristiche di base dei materiali substrati ad alta frequenza richiedono i seguenti punti:

(1) La costante dielettrica (Dk) deve essere piccola e stabile. Generalmente, più piccolo è meglio, la velocità di trasmissione del segnale è inversamente proporzionale alla radice quadrata della costante dielettrica del materiale. L'alta costante dielettrica è probabile che causi ritardo di trasmissione del segnale.

(2) La perdita dielettrica (Df) deve essere piccola, che colpisce principalmente la qualità della trasmissione del segnale. Più piccola è la perdita dielettrica, minore è la perdita di segnale.

(3) Il coefficiente di espansione termica della lamina di rame dovrebbe essere il più consistente possibile, perché l'incoerenza causerà la separazione della lamina di rame nei cambiamenti di freddo e calore.

(4) Basso assorbimento d'acqua e alto assorbimento d'acqua influenzeranno la costante dielettrica e la perdita dielettrica quando umido.

(5) L'altra resistenza al calore, resistenza chimica, resistenza agli urti, resistenza alla buccia, ecc. deve anche essere buona.

In generale, l'alta frequenza può essere definita come la frequenza superiore a 1GHz. Attualmente, il substrato del circuito stampato ad alta frequenza più comunemente usato è un substrato dielettrico al fluoro, come il politetrafluoroetilene (PTFE), che di solito è chiamato Teflon ed è solitamente utilizzato in oltre 5GHz. Inoltre, vengono utilizzati substrati FR-4 o PPO, che possono essere utilizzati per prodotti tra 1GHz e 10GHz.

I tre tipi di materiali substrati ad alta frequenza, vale a dire resina epossidica, resina PPO e resina a base di fluoro utilizzati in questa fase, sono resine epossidiche con il costo più basso, mentre resine a base di fluoro sono le più costose. Considerando la costante elettrica, la perdita dielettrica, l'assorbimento dell'acqua e le caratteristiche di frequenza, la resina a base di fluoro è la migliore e la resina epossidica è inferiore. Quando la frequenza dell'applicazione del prodotto è superiore a 10 GHz, è possibile applicare solo la scheda stampata a base di fluoro. Ovviamente, le prestazioni dei substrati ad alta frequenza della resina a base di fluoro sono molto più elevate di quelle di altri substrati, ma le sue carenze sono la scarsa rigidità e il grande coefficiente di espansione termica oltre a costi elevati. Per il politetrafluoroetilene (PTFE), al fine di migliorare le prestazioni, una grande quantità di sostanze inorganiche (come la silice SiO2) o tessuto di vetro sono utilizzati come riempitivi di rinforzo per aumentare la rigidità del substrato e ridurre la sua espansione termica. Inoltre, a causa dell'inerzia molecolare della resina PTFE stessa, non è facile legare con il foglio di rame, quindi è necessario un trattamento superficiale speciale sulla superficie di incollaggio del foglio di rame. Il metodo di trattamento include l'incisione chimica o l'incisione al plasma sulla superficie del PTFE per aumentare la rugosità superficiale o aggiungere uno strato di film adesivo tra il foglio di rame e la resina PTFE per migliorare la forza di legame, ma può influenzare le prestazioni del mezzo. Influenza.

Lo sviluppo dell'intero circuito ad alta frequenza basato sul fluoro richiede la cooperazione di fornitori di materie prime, unità di ricerca, fornitori di attrezzature, produttori di PCB e produttori di prodotti di comunicazione per tenere il passo con il rapido sviluppo dei circuiti ad alta frequenza in questo campo.