정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
우주는 인류의 마지막 탐사 분야일 수 있지만, 지구에 위성 통신 (satcom) 과 그 보조 인프라를 제공하는 궤도 위성은 여전히 요원한 것 같다.전자 장비에 대해 말하자면, 우주는 아마도 최악의 작업 환경 중의 하나일 것이며, 위성의 각종 부품에 결코 고장이 있어서는 안 된다.위성 통신 시스템은 열악한 환경과 궤도 운행에서 우수한 성능과 높은 신뢰성을 유지하기 위해 PCB 재료가 필요하다.위성 시스템의 까다롭고 도전적인 요구를 충족시킬 수 있는 PCB 재료는 거의 없으며, 특수한 특성을 가진 PCB 재료만이 감당할 수 있다.
어떤 종류의 PCB 재료가 우주의 작업 환경을 만족시킬 수 있습니까?진공 환경에서 작동하는 위성의 경우 PCB 재료의 낮은 방기율이 핵심 조건입니다.배기율은 PCB 재료와 같은 고체에서 캡처된 가스의 방출을 의미합니다.일단 가스가 방출되면 위성의 다른 장비의 표면에 응결되어 회로와 시스템에 고장이 발생할 수 있습니다.
일반적으로 방기 과정은 매우 느리고 시간이 오래 걸리며 PCB 재료의 방기량을 결정하기 위해 정확한 검사가 필요합니다.미국국가표준협회(ANSI)는 방기율을 측정하는 방법을 개발해 ANSI/ASTM E595-84 표준에 정의했다.미국 항공우주국 (NASA) 은 진공 조건에서 공기를 넣은 후 재료의 품질 변화를 테스트하여 가스 방출률을 평가하기 위해 이 표준과 내부 SP-R-022A 테스트 방법을 결합하여 사용합니다.테스트에서 Rogers – RT/경질 합금 및 TMM 탄화수소 복합 PCB 재료와 같은 폴리테트라 플루오로에틸렌 (PTFE) 기반 재료는 높은 내방기성을 가지고 있음을 발견했습니다.
TMM 시리즈 열경화성 PCB 재료는 높은 신뢰성을 요구하는 위성 통신 시스템에 적용되는 것으로 입증되었습니다.그것은 일련의 도자기, 탄화수소, 열경화성 중합물로 구성되어 있다.이것은 z축 방향 (두께 방향) 의 개전 상수 (Dk 값) 가 3.27에서 12.85 사이이며, 궤도 위성과 유사한 도전적인 작업 환경에 적합한 우수한 특성을 가지고 있습니다.
진공 조건 외에도 공간의 PCB 재료는 전통적인 응용 프로그램 이외의 다양한 극한 온도에 적용 될 수 있어야합니다.우주 환경은 보통 춥고 어둡다.위성이 지구의 그늘에 처했을 때 대기 조절이 없기 때문에 환경 온도는 매우 낮을 것이다.반대로 위성이 햇빛에 노출되면 위성의 운행 환경은 난로의 온도에 도달할 수 있다.궤도상의 위성은 이렇게 극단적인 온도에서 계속 순환한다.지구 정지 위성이나 지구 정지 위성의 응용에서 회로기판 재료에 큰 온도 충격을 주기 때문에 PCB 재료가 특히 좋은 열 성능을 요구한다.
PCB 재료가 위성에 적용되는지 어떻게 측정합니까?주요 특성 지표 중 하나는 작동 온도에 따른 PCB 재료의 개전 상수 변화율입니다.이상적으로 우주에서 사용되는 PCB 재료는 넓은 온도 범위뿐만 아니라 이 온도 범위 내에서 개전 상수 변화가 매우 작습니다.PCB 재료의 개전 상수 온도 계수(TCDk)는 재료의 안정성을 명확하게 반영합니다.상업, 산업, 군사 시스템 및 우주 환경에서 PCB 재료는 큰 온도 변동을 견딜 수 있어야합니다.위성 통신에 사용되는 대부분의 고주파 전송선의 특성 임피던스는 50에이트이다.PCB 재료의 개전 상수의 변화는 특성 임피던스의 변화를 초래하여 진폭과 위상 특성의 변화와 같은 회로 성능의 차이를 초래할 수 있다.
공간 회로 응용에서는 유전체 상수의 온도 변화로 인한 성능 변화를 줄일 수 있는 저유전체 상수 온도 계수(TCDk)를 가진 PCB 소재를 사용할 필요가 있다.TMM 소재는 -55 ° C에서 +125 ° C로 작동하도록 설계되었으며 우주 환경에서 위성의 극한 온도에 대응할 수 있습니다.극한의 온도에서 이러한 PCB 재료의 개전 상수 변화는 매우 작습니다.개전 상수가 가장 낮은 TMM 재료의 경우 개전 상수가 약간 증가합니다.개전 상수가 6 이상인 TMM 재료의 경우 개전 상수 the 상수가 약간 감소합니다.
예를 들어, 주파수 10GHz의 z축(두께) 방향에서 개전 상수가 3.27인 TMM 3층 전압판의 경우 TCDk는 +37ppm/°K로 매우 낮습니다.또 다른 개전 상수가 양방향에서 위로 변화하는 TMM PCB 재료는 10GHz의 주파수에서 z축에 4.50의 개전 상수를 가진 TMM 4층 압판이다.TMM6 PCB 재료의 개전 상수는 온도가 낮아짐에 따라 거의 무시할 수 있다.Z축 방향의 개전 상수는 6.00이고 TCDk는 -11ppm/°K로 매우 낮습니다.일반적으로 TCDk 절대값이 50ppm/°K보다 작거나 같은 PCB 재료는 상당히 좋은 온도 특성을 가진 것으로 간주됩니다.
TMM 시리즈 PCB 재료는 회로 설계자에게 광범위한 옵션 개전 상수 값을 제공합니다.설계자는 PCB 재료의 개전 상수를 선택하여 회로를 소형화하고 공간을 절약할 수 있습니다.이것은 높은 개전 상수를 가진 PCB 재료를 사용하여 달성 할 수 있습니다 (전송 케이블에 동일한 특성 임피던스 회로가 있는 경우 낮은 개전 상수를 가진 PCB 재료의 회로는 회로 크기가 상대적으로 큽니다).일반적으로 이러한 회로의 소형화 가격은 개전 상수치가 높은 TMM 재료가 그렇지 않음에도 불구하고 약간 나쁜 재료 TCDk입니다.예를 들어, 10GHz에서 TMM10 재료의 z축 개전 상수는 9.20이고 TCDk 값은 -38ppm/°K로 낮습니다.극단적인 소형화를 실현하기 위하여 TMM13i PCB 재료의 z축에서의 개전 상수는 12.85이고 그 TCDk 값은 -70ppm/°K로서 여전히 접수할수 있다.
TMM13i PCB 재료는 고도의 각방향 동성을 가지고 있으며, 세 방향축 (X, Y, Z) 에서의 개전 상수는 모두 12.85에 가깝다.대부분의 재료는 각방향 이성이며, z축 개전 상수는 x축과 y축 개전 상수와 다르다.마이크로밴드와 밴드선 회로와 같은 대부분의 회로의 경우 주로 Z축 방향의 개전 상수에 초점을 맞춥니다. 이러한 전송선의 대부분의 전자기장 (EM) 은 재료의 이 방향을 통과하기 때문입니다.그러나 x-y 평면에 EM 필드가 있는 회로의 경우 각 방향 동성 재료는 예측 가능한 성능을 제공 할 수 있습니다.TMM10i 재료는 각방향 동성 재료를 사용해야 하는 회로의 경우 더 나은 각방향 동성 성능을 제공하며 표준 TMM10 재료의 업그레이드 버전입니다.TMM10i 재료의 Z축 개전 상수 값은 TMM10 재료보다 약간 높습니다.TMM10i는 10GHz 주파수에서 9.80의 z축 개전 상수를 가지고 있으며 TMM10 재료는 9.20이다.
온도 변화는 공간에서 사용되는 PCB 재료의 선택에 결정적인 역할을 하며, 회로 설계자가 관심을 갖는 또 다른 핵심 매개변수는 PCB 재료의 열 팽창 계수 (CTE) 입니다.CTE는 가열 및 냉각 시 PCB 재료의 크기 변화를 측정하는 데 사용될 수 있습니다.대부분의 PCB 재료는 어느 정도 팽창하고 수축되기 때문에 CTE가 0ppm/°K인 재료는 매우 드물다.이상적으로, CTE 값은 가능한 한 낮거나 PCB 재료를 덮는 동박 (CTE는 약 17ppm/°C) 과 같은 전도성 재료의 값에 가까워야 합니다. 이렇게 하면 동박과 접촉하는 매체와 동박이 최소한의 온도 변화를 일으킬 수 있습니다.강조TMM 재료는 세 축(X, Y, Z)에 있는 CTE 값의 범위가 15~26ppm/°K로 구리와 매우 가깝다.따라서 온도 범위가 큰 위성 환경에서도 회로는 여전히 높은 신뢰성을 가지고 있습니다.
