TMM6 RF PCB: 왜 2mm 두께의 보드가 얇은 보드보다 더 어렵게 만들어질 수 있습니까?

대부분의 RF 보드는 더 얇은 프로파일을 추구하고 있습니다. 더 얇은 것은 더 낮은 모듈 높이, 더 작은 기생 효과와 더 긴밀한 통합을 의미합니다.

하지만 어떤 디자인은 다른 방향으로 간다. 그들은 2층 스택업에 2mm의 완성 두께를 요구합니다. 이것은 설계 오류가 아닙니다. 그것은 의도적인 선택입니다.접착된 구멍 신뢰성열 안정성이 높이에 비해 더 중요하다면 얇은 보드가 해결책이 아니라 문제가 됩니다.

우리는 최근에 이 범주에 속하는 TMM6 보드를 만들었습니다. 45.5mm × 90mm, 2층, 2mm의 완성 두께, 53개의 부품, 38개의 비아, 2개의 네트워크. 이 기사는 보드가 어떻게 만들어졌는지에 대해서만 다루지 않습니다.이것은 종종 간과되는 질문입니다.:왜 두꺼운 보드가 어떤 RF 애플리케이션에서 얇은 보드보다 더 신뢰할 수 있는지, 그리고 그 두께가 어떤 타협을 가져오는지.

이사회 를 한눈 에 볼 때

기본 재료: 로저 TMM6. 2층 딱딱한 PCB. 차원: 45.5mm × 90mm, ± 0.15mm 허용. 최소 흔적 및 공간: 5/8 밀리. 최소 구멍 크기: 0.35mm. 블라인드 비아스가 없습니다.

완공 두께: 2mm. 외부 구리: 1oz (35μm). 접착: 20μm. 표면 완화: HASL.

상단 실크 스크린도, 아래쪽 실크 스크린도, 상단 솔더 마스크도, 아래쪽 솔더 마스크도 없습니다.

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스택업은 35μm 구리 / 1.905mm (75mil) TMM6 코어 / 35μm 구리입니다.

몇 가지 세부 사항은 두께 2mm, 양쪽에서 용접 마스크와 실크 스크린의 부재, RF 재료의 HASL 마무리입니다.

왜 2mm, 더 얇지

표준 FR-4 보드는 일반적으로 1.6mm이다. 이 보드는 표준보다 2mm~25% 두꺼운다. RF 설계에서 추가 두께는 여러 가지를 변경한다.

기계적 경직성2mm 보드는 조립, 취급 및 장기 사용 중에 휘어지는 것을 저항합니다. 큰 보드 (이번은 90mm 길이) 에서, 얇은 물질은 재흐름 중에 왜곡 될 수 있습니다.구성 요소의 이동이나 용매 관절의 균열을 유발합니다.두꺼운 보드는 더 안정적입니다.

뚫린 구멍의 신뢰성TMM6의 핵심 위치점 중 하나는 높은 접착 구멍 신뢰성입니다. 판이 두꺼울수록 측면 비율이 높고 균일한 접착을 달성하는 것이 더 어렵습니다.하지만 두꺼운 보드가 제대로 접힌다면이 보드는 38개의 구멍 뚫린 비아스를 가지고 있으며, 20μm로 접착되어 있습니다.

열 안정성두꺼운 코어는 더 많은 열 질량을 가지고 있으며, 이는 전력 증폭기 응용 프로그램에서 열을 퍼뜨리는 데 도움이됩니다. TMM6의 열 전도도는 0.72 W/mK이며, 두께 2mm와 결합되어,열 분산은 얇은 보드보다 낫습니다..

그 대가는두꺼운 보드는 뚫기 어렵고, 재료가 비싸고, 더 무겁습니다. 디자인이 이러한 특성을 필요로하지 않으면 2mm는 낭비입니다.

TMM6: 처리 두통 없이 높은 Dk

TMM6는 TMM10과 TMM10i와 함께 로저스 TMM 가족의 일부이다. 이 전기적 상수는 6이다.0FR-4 (~4.3) 와 TMM10 (9.2) 사이에 위치한다.

Dk 6.0의 의미는높은 Dk는 회로 크기를 축소합니다. 필터, 결합기 및 일치 네트워크에서 동일한 전기 성능을 더 짧은 물리적 길이에 달성 할 수 있습니다. 공간 제한 RF 설계의 경우,그 값은 진짜 값입니다..

Df 0.0023의 의미는10GHz에서는 FR-4보다 낮지만 순수한 PTFE보다 높습니다. 전력 증폭기, 조합기 및 필터에서는이 손실 수준이 허용됩니다.

Dk의 열 계수: -11 ppm/°K이것은 특이하게 안정적입니다. 온도가 변함에 따라 변압상수는 거의 움직이지 않습니다.위성 통신 및 넓은 온도 변동을 보이는 야외 RF 장비, 이 안정성은 진정한 장점입니다.

CTE는 구리와 일치합니다 (18/18/26 ppm/K).이 때문에 TMM6는 높은 겹쳐진 구멍 신뢰성을 위해 배치됩니다.열순환으로 인해 갈라지고 겹쳐지는 위험을 줄이는 것.

처리 가능성TMM6의 또 다른 판매점은: PTFE 재료가 요구하는 특별한 프로세스가 필요하지 않습니다. 나트륨 나프탈레이트 처리가 없습니다. 비정상적인 드릴링 매개 변수가 없으며 모든 일반적인 PCB 프로세스가 작동합니다.제조업체의 경우, 즉 짧은 납품 기간과 낮은 처리 비용.

왜 솔더 마스크, 실크 스크린, 그리고 HASL 가 없습니까?

이 보드는 양쪽에 용접 마스크와 실크 스크린이 없고 HASL을 표면 마감으로 사용합니다.

용접 마스크가 없습니다.RF 및 마이크로파 설계에서 일반적입니다. 솔더 마스크는 임피던스를 전환하고 조율에 영향을 줄 수있는 변압 성질을 가지고 있습니다. 특히 더 높은 주파수에서.제거하면 변수를 제거하고, 균일한 RF 성능을 위해 구리를 직접 노출어떤 실크스크린도 동일한 논리를 따르지 않습니다. 표시는 전기적 목적이 없으며 RF 보드에서는 때때로 조정이나 검사에 방해가 될 수 있습니다.

HASL 선택높은 주파수 물질에 ENIG 또는 몰입 금은 더 평평하고 얇은 피치 구성 요소에 적합하기 때문에 더 일반적입니다. 그러나이 보드는 HASL 핫 에어 로더 레벨링을 사용합니다.HASL는 저렴한 비용으로 잘 굽힐 수 있습니다.이 보드에는 15개의 상단 SMT 패드와 21개의 구멍 패드가 있으며, HASL는 표준 조립을 지원합니다.HASL는 합리적인 선택입니다.

분명히 언급할 가치가 있는 타협은 다음과 같습니다.HASL의 표면 평면성은 ENIG만큼 좋지 않습니다. 미세한 SMT 구성 요소에 대해 HASL은 용접 결함을 가져올 수 있습니다. 이 보드의 최소 흔적은 5/8 밀리입니다.하지만 패드 간격은 ENIG를 필요로하기에 충분히 미세하지 않습니다만약 미래의 디자인이 더 세밀한 간격을 필요로 한다면, 표면 완성도를 재검토해야 할 수도 있습니다.

38 위, 2 넷: 이 게시판이 하는 일

53개의 부품, 36개의 패드, 38개의 비아, 2개의 네트워크

높은 통계수와 낮은 순수 통계수는 우리가 전에 본 패턴입니다. 그것은 일반적으로 울타리, 지상 평면 꿰매기, 또는 보호 된 송전선을 통해 땅 구조를 의미합니다.이 비아들은 신호를 전달하지 않습니다.; 그들은 토착과 보호 기능을 제공합니다.

21개의 뚫린 구멍 패드와 15개의 상단 SMT 패드는 혼합 조립을 나타냅니다. 아래쪽 SMT 패드는 없습니다. 아래쪽이 바닥 평면 또는 장착 표면으로 사용되는 것과 일치합니다.

TMM6 가 필요 할 때

높은 Dk와 소형화가 어려운 요구사항이 될 때Dk 6.0은 필터, 커플러 및 매칭 네트워크의 물리적 크기를 축소합니다. 공간이 제한되면 이것은 실제 가치입니다.

장착된 구멍을 통해 신뢰성이 중요합니다.구리와 일치하는 CTE, 그리고 열성 합액의 기계적 안정성은 TMM6에 높은 신뢰성 응용 프로그램에서 장점을 제공합니다.두꺼운 보드와 높은 면 비율의 비아의 조합은 가루 품질에서 더 많은 요구, 그리고 TMM6의 물질 특성이 도움이 됩니다.

온도 안정성이 중요할 때-11 ppm/°K의 열 계수 Dk는 넓은 온도 범위에서 일관된 성능을 의미합니다. 위성 통신, 야외 장비 및 자동차 레이더 혜택.

처리 가능성이 손상될 수 없는 경우TMM6는 PTFE의 특별한 프로세스를 필요로하지 않으므로 납품 시간이 짧고 비용이 더 통제 가능합니다.이건 진짜 장점이야.

TMM6 을 사용하지 않는 경우

빈도가 낮고 손실 요구 사항이 엄격하지 않은 경우낮은 주파수에서 FR-4는 충분히 충분할 수 있습니다. TMM6의 높은 Dk와 낮은 손실은 지나치게 될 것입니다.

2mm 두께가 필요없으면2mm 보드는 처리 어려움과 비용을 가져옵니다. 모듈 높이가 허용되는 경우 표준 두께의 보드는 처리하기가 쉽고 저렴합니다.

최대한 적은 손실이 필요하다면요TMM6의 Df는 FR-4보다 0.0023 ̊ 낮지만 순수한 PTFE보다 높습니다. 손실이 주요 한계라면 PTFE 기반 물질이 더 적합 할 수 있습니다.

만약 비용이 첫 번째 제약이 된다면TMM6는 FR-4보다 높은 가격의 세라믹으로 채워진 열성 물질입니다. 소박한 성능 요구 사항이있는 비용 민감한 응용 프로그램에서는 사용하지 않을 성능에 대해 지불 할 이유가 없습니다.

결론

TMM6는 일반용 RF 물질이 아닙니다. 그것은 표적 솔루션입니다: 그것은 높은 Dk 소형화,그리고 온도 안정성 모두 같은 시간에 문제가.

두 밀리미터 두께는 그 자체로 두꺼운 것이 아닙니다. 기계적 딱딱함, 열 안정성, 그리고 신뢰성을 통해 사용됩니다.FR-4가 있는 얇은 판이 더 합리적인 선택일 수 있습니다..

RF 또는 마이크로파 설계에 작업하고 높은 Dk, 낮은 손실, 그리고 접착 된 구멍 신뢰성을 균형을 필요로하는 경우, 우리는 당신의 요구 사항을 검토하는 것을 기쁘게 생각합니다.자료 선택은 당신의 빈도에서 시작해야 합니다, 전력, 기계적 제약

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