Teknologi Microwave - Pengenalan Material Papan Kecepatan Tinggi PCB dan Papan Kecepatan Tinggi

1., perkenalan bahan papan frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi

Apabila memilih substrat yang digunakan untuk PCB frekuensi tinggi, ciri-ciri variasi bahan DK pada frekuensi berbeza patut diseliti secara khusus. Untuk keperluan penghantaran isyarat kelajuan tinggi atau kawalan pengendalian karakteristik, DF dan prestasinya dalam syarat frekuensi, suhu, dan kelembapan terutamanya diseliti.

Dalam keadaan perubahan frekuensi, nilai DK dan DF bagi bahan substrat umum berubah sangat. Terutama dalam frekuensi dari 1MHz ke 1GHz, nilai DK dan DF mereka berubah lebih jelas. Contohnya, jenis umum substrat fibr kaca resin epoksi (jenis umum FR-4) mempunyai nilai DK 4.7 pada frekuensi 1MHz, dan perubahan nilai DK 4.19 pada frekuensi 1GHz. Di atas 1GHz, nilai DK berubah perlahan-lahan. Contohnya, pada l0GHz, nilai DK fr-4 ialah 4.15. Untuk bahan substrat dengan papan frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi, nilai DK sedikit berubah bila frekuensi berubah. Apabila frekuensi berubah dari 1MHz kepada 1GHz, nilai DK kebanyakan terus berubah dalam julat 0.02. Nilai DK mempunyai kecenderungan sedikit menurun dalam keadaan frekuensi berbeza dari rendah ke tinggi.

Faktor kehilangan tengah (DF) bagi bahan substrat umum dipengaruhi oleh perubahan frekuensi (terutama perubahan dalam julat frekuensi tinggi), dan perubahan nilai DF lebih besar daripada yang DK. Peraturan perubahan cenderung untuk meningkat. Oleh itu, apabila menilai karakteristik frekuensi tinggi bahan substrat, fokus penyelidikan sepatutnya merupakan perubahan nilai DF. Untuk bahan substrat dengan kelajuan tinggi dan karakteristik frekuensi tinggi, terdapat dua jenis berbeza bahan substrat umum dalam terma karakteristik variasi pada frekuensi tinggi. Satu jenis bahan substrat mempunyai perubahan yang sangat kecil dalam nilai (DF) dengan perubahan frekuensi. Terdapat juga jenis bahan substrat dalam julat perubahan yang sama dengan jenis umum, tetapi nilainya (DF) lebih rendah.

2, PCB frekuensi tinggi dan persembahan baju kaca substrat kelajuan tinggi

Material terkuat serat kaca adalah penerima utama kekuatan mekanik bahan komposit. Secara umum, konstan dielektriknya lebih tinggi daripada yang matriks resin dan menguasai kandungan volum yang lebih tinggi dalam bahan komposit, jadi ia adalah faktor utama menentukan ciri-ciri dielektrik bahan komposit. Dalam produksi plat tertutup tembaga FR-4, kain serat kaca E tradisional telah digunakan. Walaupun prestasi meliputi kain serat kaca E adalah baik dan harga prestasi adalah ideal, sifat dielektrik adalah lemah dan konstan dielektrik adalah tinggi (6.6), yang mempengaruhi aplikasinya dalam medan frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi.

Pada masa ini, komposisi dari kain serat kaca dengan komposisi silikat yang dihasilkan di semua negara di dunia adalah kira-kira sama, komposisi asasnya adalah SiO2, A1203, sistem ternary CaO, peratus berat berubah dalam julat kecil. Pada suhu bilik, silikon-oksigen, oksigen boron, ion oksigen aluminium kerangka hampir tidak menjalankan elektrik. Namun, apabila rangkaian dipenuhi dengan kation, terutama ion logam alkali, struktur lattice diganggu pada ion logam alkali, membentuk ion yang terhubung lemah dan menghasilkan polarizasi termionik. Ini adalah faktor utama yang mempengaruhi ciri-ciri dielektrik kaca. Pada masa ini, serat kaca E tanpa alkali biasanya digunakan, yang konstan dielektrik ialah 7.2 (1 MHz), yang tidak dapat memenuhi keperluan frekuensi tinggi dan papan kelajuan tinggi.

Pilihan pertama adalah mengelirukan. Selain serat kaca E, terdapat juga serat kaca D (DK= 4.7, L MHz), serat kaca Q (DK= 3.9, L MHz), serat kaca D, dan serat kaca Q. Walaupun mereka mempunyai ciri-ciri dielektrik yang baik, mereka mempunyai dua kelemahan besar: (1) kemampuan mesin yang lemah, memakai bit (2) biaya tinggi, pakaian kaca E cukup lebih daripada 10 kali harga, penggunaan sendirian tidak sesuai. Melalui pemilihan yang masuk akal jenis-jenis serat kaca yang berbeza, ia diperlukan bukan sahaja untuk memastikan sifat dielektrik rendah yang baik dan sifat pemprosesan tetapi juga untuk memecahkan masalah kos produksi industri.

3, frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi perkenalan pembekalan substrat

Bahan penuhi dalam pembuatan bahan substrat frekuensi tinggi rujuk kepada bahan kimia yang digunakan sebagai penuhi resin selain bahan serat berkuasa dalam komposisi bahan substrat. Nisbah bahan penuhi dalam resin seluruh bahan substrat, variasi, teknologi perawatan permukaan, dan sebagainya, semua mempengaruhi konstan dielektrik bahan substrat.

Penisi inorganik biasanya digunakan: talk, kaolin, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, bubuk silika, dan alumina, dll. Tambahan penisi boleh mengurangkan hygroscopicity produk, untuk meningkatkan resistensi panas plat, pada masa yang sama, ia juga boleh mengurangkan koeficien pengembangan panas plat. Resistensi panas, distribusi saiz partikel, kesukaran, rawatan permukaan, penggunaan penyebaran, dan faktor lain patut dianggap dalam pemilihan penuh. Dalam hal ini, Hitachi Chemical telah mengembangkan dan melaksanakan teknologi sistem kawalan antaramuka baru, yang membolehkan antaramuka antara penuhi dan resin untuk mencapai penyebaran tinggi dan ikatan tinggi. Ia mengatasi masalah pengimbangan dalam resin, seperti agglomerasi, penyebaran rendah, dan kosong selepas membentuk plat.

4., frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi perkenalan resin substrat

Material terkuat serat kaca adalah penerima utama kekuatan mekanik bahan komposit. Secara umum, konstan dielektriknya lebih tinggi daripada yang matriks resin dan menguasai kandungan volum yang lebih tinggi dalam bahan komposit, jadi ia adalah faktor utama menentukan ciri-ciri dielektrik bahan komposit. Dalam produksi plat tertutup tembaga FR-4, kain serat kaca E tradisional telah digunakan. Walaupun prestasi meliputi kain serat kaca E adalah baik dan harga prestasi adalah ideal, sifat dielektrik adalah lemah dan konstan dielektrik adalah tinggi (6.6), yang mempengaruhi aplikasinya dalam medan frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi.

Pada masa ini, komposisi dari kain serat kaca dengan komposisi silikat yang dihasilkan di semua negara di dunia adalah kira-kira sama, komposisi asasnya adalah SiO2, A1203, sistem ternary CaO, peratus berat berubah dalam julat kecil. Pada suhu bilik, silikon-oksigen, oksigen boron, ion oksigen aluminium kerangka hampir tidak menjalankan elektrik. Namun, apabila rangkaian dipenuhi dengan kation, terutama ion logam alkali, struktur lattice diganggu pada ion logam alkali, membentuk ion yang terhubung lemah dan menghasilkan polarizasi termionik. Ini adalah faktor utama yang mempengaruhi ciri-ciri dielektrik kaca. Pada masa ini, serat kaca E tanpa alkali biasanya digunakan, yang konstan dielektrik ialah 7.2 (1 MHz), yang tidak dapat memenuhi keperluan frekuensi tinggi dan papan sirkuit kelajuan tinggi.

Resin ester cianat (CE) adalah jenis matriks resin prestasi tinggi yang dikembangkan pada akhir 1970-an. Di bawah tindakan panas atau katalis, resin CE disiklis dan dipotong untuk membentuk makromolekul struktur rangkaian yang mengandungi cincin triazin dengan darjah penyesuaian tinggi. Resin CE yang boleh disembuhkan mempunyai banyak ciri-ciri yang baik: koeficient dielektrik rendah (2.8-3.2) dan kehilangan dielektrik minimum tangen sudut (0.002 ~ 0.008); Penegangan panas tinggi (Tg 240 darjah Celsius-290 darjah Celsius); Penyerapan kelembapan rendah (< 1. 5%); Koeficien kecil pengembangan panas; Ciri-ciri mekanik yang hebat dan ciri-ciri ikatan. Tetapi kuat resin CE yang lemah dan suhu penyembuhan terlalu tinggi. Pengubahsuaian resin CE dengan resin bismaleimide adalah contoh yang paling berjaya pengubahsuaian resin CE yang dilaksanakan untuk frekuensi tinggi dan plat tebal kelajuan tinggi, yang biasanya dipanggil resin BT.

Resin epoksi tradisional mempunyai kandungan besar kumpulan kutub, dan ciri-ciri dielektriknya adalah lemah. Kaedah pengubahsuaian biasa termasuk: meningkatkan bilangan rantai cabang, meningkatkan volum bebas bahan, dan mengurangkan konsentrasi kumpulan kutub; Struktur ikatan ganda ditambah ke resin epoksi untuk membuat molekul resin tidak mudah diputar; Atau memperkenalkan kumpulan yang memegang volum ruang besar atau resin polimer bukan-kutub dan PCB frekuensi tinggi dan bahan papan kelajuan tinggi untuk mengurangkan kandungan kumpulan kutub, meningkatkan ciri-ciri dielektriknya.