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마이크로웨이브 기술

마이크로웨이브 기술 - 고주파 PCB 및 고속 보드 소재 소개

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마이크로웨이브 기술 - 고주파 PCB 및 고속 보드 소재 소개

고주파 PCB 및 고속 보드 소재 소개

2021-08-13
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Author:Fanny

1. 고주파 고속 판재 소개

고주파 PCB용 기판을 선택할 때는 주파수에 따라 재료 DK의 변화 특성을 특별히 연구해야 한다.고속 신호 전송 또는 특성 임피던스 제어의 요구 사항을 충족시키기 위해 주파수, 온도 및 습도 조건에서의 방향 측정 및 성능을 주로 연구했습니다.


주파수 변화의 조건에서 일반 기저재료의 DK와 DF 값은 크게 변화한다.특히 1MHz에서 1GHz 사이의 주파수 범위에서는 DK 및 DF 값이 더 크게 변경됩니다.예를 들어, 일반형 에폭시 유리 섬유 직물 베이스 (일반형 FR-4) 는 1MHz 주파수에서 4.7의 DK 값을 가지며 1GHz 주파수에서 DK 값은 4.19로 변경됩니다.1GHz 이상, DK 값 변화가 느립니다.예를 들어, l0GHz에서 fr-4의 DK 값은 4.15입니다.고주파와 고속판이 있는 기판 재료의 경우 주파수가 변할 때 DK 값은 크게 변하지 않는다.주파수가 1MHz에서 1GHz로 변경되면 DK 값은 대부분 0.02 범위에서 변경됩니다.DK 값은 낮음에서 높음까지의 다양한 주파수 조건에서 약간 감소하는 추세입니다.

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일반기체재료의 매체손실인자 (DF) 는 주파수변화 (특히 고주파범위의 변화) 의 영향으로 DF값의 변화가 DK값의 변화보다 크며 변화법칙이 증대되고있다.그러므로 기초재료의 고주파특성을 평가할 때 연구의 중점은 그 DF값의 변화여야 한다.고속과 고주파 특성을 가진 기저재료의 경우 고주파에서의 변화 특성으로 볼 때 두 가지 다른 유형의 일반 기저재료가 있다.한 유형의 베이스 재료의 (DF) 값은 주파수에 따라 매우 작습니다.또 다른 기준재는 변화 범위 내에서 일반 유형과 비슷하지만 (DF) 값이 낮습니다.


2. 고주파 PCB 및 고속 기판 유리 섬유 천 소개

유리 섬유 강화 재료는 복합 재료의 역학적 강도의 주요 주도자입니다.일반적으로 그 개전 상수는 수지 기체보다 높고 복합재료 중에서 비교적 높은 부피 함량을 차지하는 것이 복합재료의 개전 성능을 결정하는 주요 요소이다.FR-4 복동판 생산에는 전통적인 E-유리섬유천이 사용되었다.비록 E유리섬유천의 종합성능이 량호하고 성능가격이 리상적이지만 개전성능이 비교적 낮고 개전상수가 비교적 높아 (6.6) 고주파고속분야에서의 응용에 영향을 주었다.


현재 세계 각국에서 생산되는 규산염 유리 섬유 직물 성분은 대체로 같으며, 그 기본 성분은 SiO2, A1203, CaO 3원 체계로 중량 백분율 파동이 비교적 작다.실온에서는 규소산소, 붕소산소, 알루미늄산소골격이온이 거의 전도되지 않는다.그러나 네트워크가 양이온, 특히 알칼리 금속 이온으로 가득 차 있을 때 결정 구조는 알칼리 금속 이온에서 중단되어 약한 연결 이온을 형성하고 열이온 극화를 일으킨다.이것은 유리의 개전 성능에 영향을 주는 주요 요소이다.현재, 일반적으로 무알칼리 유리 섬유 E 유리 섬유를 사용하는데, 그 개전 상수는 7.2 (1MHz) 로 고주파와 고속판의 요구를 만족시킬 수 없다.


첫 번째 선택은 혼동이다.E 유리섬유 외에도 D 유리섬유(DK = 4.7, L MHz), Q 유리섬유(DK = 3.9, L Hz), D 유리섬유, Q 유리섬유가 있다.비록 그들은 우수한 개전성능을 갖고있지만 두가지 주요결점이 있다. (1) 기계가공성이 낮고 드릴마모 (2) 원가가 높으며 E유리천가격의 10배 이상에 해당하며 단독으로 사용하는것은 적합하지 않다.서로 다른 유형의 유리섬유를 합리적으로 선택함으로써 우수한 저개전성능과 가공성능을 확보해야 할 뿐만 아니라 공업생산의 원가문제도 해결해야 한다.


3. 고주파 고속 기판 패키지 소개

고주파 기재 제조에 들어가는 충전재는 기재의 구성에서 강화섬유 소재 외에 수지 충전재로도 사용되는 화학소재를 말한다.충전재가 전체 기재의 수지에서 차지하는 비례, 종류, 표면처리기술 등은 모두 기재의 개전상수에 영향을 준다.


무기충전재는 흔히 활석, 고령토, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 규소가루, 산화알루미늄 등이 사용된다. 충전재를 넣으면 제품의 흡습성을 낮추고 판재의 내열성을 높이는 동시에 판재의 열팽창계수를 낮출 수 있다.충전재의 선택은 내열성, 입도분포, 경도, 표면처리, 분산체의 사용 등을 고려해야 한다.이 방면에서 히타치화학은 충전재와 수지 사이의 인터페이스가 높은 분산성과 높은 결합성을 실현할 수 있도록 새로운 인터페이스 제어 시스템 기술을 개발하고 응용하였다.그것은 수지에 존재하는 결괴, 분산성이 떨어지고 판자가 된 후 빈틈이 생기는 등의 문제를 극복했다.


4. 고주파 고속 기판 수지 도입

유리 섬유 강화 재료는 복합 재료의 역학적 강도의 주요 주도자입니다.일반적으로 그 개전 상수는 수지 기체보다 높고 복합재료 중에서 비교적 높은 부피 함량을 차지하는 것이 복합재료의 개전 성능을 결정하는 주요 요소이다.FR-4 복동판 생산에는 전통적인 E-유리섬유천이 사용되었다.비록 E유리섬유천의 종합성능이 량호하고 성능가격이 리상적이지만 개전성능이 비교적 낮고 개전상수가 비교적 높아 (6.6) 고주파고속분야에서의 응용에 영향을 주었다.


현재 세계 각국에서 생산되는 규산염 유리 섬유 직물 성분은 대체로 같으며, 그 기본 성분은 SiO2, A1203, CaO 3원 체계로 중량 백분율 파동이 비교적 작다.실온에서는 규소산소, 붕소산소, 알루미늄산소골격이온이 거의 전도되지 않는다.그러나 네트워크가 양이온, 특히 알칼리 금속 이온으로 가득 차 있을 때 결정 구조는 알칼리 금속 이온에서 중단되어 약한 연결 이온을 형성하고 열이온 극화를 일으킨다.이것은 유리의 개전 성능에 영향을 주는 주요 요소이다.현재 일반적으로 무알칼리 유리 섬유 E 유리 섬유를 사용하며, 그 개전 상수는 7.2 (1MHz) 로 고주파 및 고속 회로 기판의 요구를 충족시키지 못합니다.


시안산 에스테르 수지는 1970년대 말에 발전된 고성능 수지 기체이다.열이나 촉매의 작용하에 CE수지는 환화되고 다듬어져 높은 교련도를 가진 삼진환을 함유한 네트워크구조의 대분자를 형성한다.가경화 CE 수지는 많은 우수한 성능을 가지고 있다: 개전 계수가 낮다 (2.8-3.2), 개전 손실 각이 가장 작다 (0.002~0.008);내열성이 높음(Tg는 섭씨 240도-290도),낮은 흡습성 (<1.5%);열팽창 계수가 작다.우수한 기계적 성능과 접착 성능.그러나 CE 수지는 근성이 떨어지고 경화 온도가 너무 높다.CE 수지에 대한 이중 마래아미드 수지의 변성은 CE 수지의 변성이 고주파 고속판 동판 (일반적으로 BT 수지라고 함) 에 적용된 가장 성공적인 예이다.


전통적인 에폭시 수지는 극성 기단 함량이 크고 개전 성능이 떨어진다.자주 사용하는 변성 방법에는 체인의 수를 늘리고 재료의 자유 부피를 늘리며 극성 기단의 농도를 낮추는 것이 포함됩니다.에폭시 수지에 이중 결합 구조를 넣어 수지 분자가 쉽게 회전하지 않도록 한다.또는 큰 공간 부피를 차지하는 극성 기단 또는 비극성 폴리머 수지와 고주파 PCB 및 고속판 재료를 도입하여 극성 기단 함량을 낮추고 개전 성능을 향상시킨다.