솔더 마스크를 제거하고, 실크스크린을 제거하고, 기판에서 유리 섬유 천을 제거하면 어떻게 됩니까? 깨끗하고 예측 가능하며 고주파수 성능이라는 한 가지 목적으로만 제작된 보드를 얻게 됩니다.
오늘 저는 TFA 시리즈의 PTFE-세라믹 복합재인 TFA294를 기반으로 제작된 2층 견고한 PCB를 보고 있습니다. 이것은 표준 RF 라미네이트가 아닙니다. 유리 섬유 천이 포함되어 있지 않고 이방성을 최소화하며 10GHz에서 손실 계수가 0.0010에 불과합니다. 디자인을 안내해 드리겠습니다.
PCB 개요: 단순한 구조, 진지한 의도
보드의 크기는 97.53mm x 100.28mm입니다. 완성된 두께는 1.1mm이며, 두 외부 레이어 모두에 1oz의 구리가 포함되어 있습니다(약 35μm). 최소 트레이스 폭은 6mil 간격으로 4mil이고, 가장 작은 드릴 구멍 크기는 0.35mm입니다. 블라인드 비아가 없습니다. 비아 도금 두께는 20μm이며 모든 보드는 배송 전에 100% 전기 테스트를 거칩니다.
표면 마감은 Immersion Gold로, RF 작업을 위한 견고하고 안정적인 선택입니다.
최근에 다룬 여러 디자인과 마찬가지로 이 보드에는 솔더 마스크도 없고 양쪽에 실크스크린도 없습니다. 이는 고성능 RF 보드의 친숙한 주제가 되고 있습니다. 즉, 변수를 제거하고 불확실성을 제거합니다.
TFA294: 다양한 종류의 PTFE 라미네이트
이제 재료에 집중하겠습니다. TFA294는 시중에 나와 있는 대부분의 PTFE 기반 라미네이트와 완전히 다르기 때문입니다.
TFA 시리즈는 PTFE 수지와 세라믹으로 구성된 유전체층을 사용합니다. 그러나 여기에 주요 차이점이 있습니다. 유리 섬유 천이 포함되어 있지 않습니다. RT/duroid와 같은 기존 PTFE 라미네이트는 직조 유리섬유로 강화되었습니다. 유리 강화는 두 가지 역할을 합니다. 즉, 기계적 강도를 추가하지만 미세한 불균일성을 초래하기도 합니다. 전자파가 유리 섬유를 통해 전파되면 산란되고 왜곡됩니다. 효과는 작지만 더 높은 주파수와 민감한 응용 분야에서는 중요합니다.
TFA는 유리섬유를 완전히 제거합니다. 대신, 나노세라믹이 균일하게 분산된 프리프레그 시트를 만드는 새로운 공정을 사용합니다. 그 결과 X/Y/Z 이방성이 최소화된 재료가 탄생했습니다. 전기적 특성은 모든 방향에서 동일합니다. 유리섬유 직조 효과가 없습니다. 예상치 못한 변형이 없습니다.
전기적 성능: 저손실, 안정적인 Dk
TFA294의 경우 숫자가 인상적입니다.
10GHz에서 유전율(Dk)은 2.94입니다. 20GHz에서 손실계수(Df)는 0.0010에 불과하며 이는 매우 낮은 수준입니다. 40GHz에서도 Df는 0.0012로 낮게 유지됩니다. 이 물질은 밀리미터파 주파수에서도 신호를 먹지 않습니다.
유전 상수 온도 계수(TCDK)는 -55°C~150°C 범위에서 -5ppm/°C입니다. 정말 훌륭해요. 비교를 위해 많은 표준 RF 재료의 TCDK 값은 -20~-50ppm/°C 범위입니다. -5ppm/°C의 TCDK는 유전 상수가 온도에 따라 거의 변하지 않는다는 것을 의미합니다. 안테나는 추운 아침과 더운 오후 사이에 크게 표류하지 않습니다.
열적 및 기계적 특성
열적 수치와 기계적 수치는 동일하게 확실합니다.
열팽창 계수는 X축과 Y축 모두 18ppm/°C, Z축에서는 32ppm/°C입니다. X/Y 값은 구리와 매우 잘 일치합니다. 구리는 약 17ppm/°C에 있습니다. 이러한 긴밀한 일치는 열 순환 중에 도금된 스루홀 및 표면 실장 패드에 대한 응력을 줄여줍니다.
열전도율은 0.59W/m·K입니다. 이는 표준 FR-4의 약 두 배로 증폭기 또는 피드 네트워크 애플리케이션의 전력 소비를 돕습니다.
수분 흡수율은 0.03%에 불과해 매우 낮습니다. PTFE 재료는 자연적으로 소수성이므로 세라믹을 첨가해도 소수성이 변경되지 않습니다. 이 보드는 습한 환경에서도 안정적인 성능을 유지합니다.
가연성 등급은 UL 94-V0이며 대부분의 항공우주 및 방위 응용 분야에 대한 표준 안전 요구 사항을 충족합니다.
유리 섬유가 중요하지 않은 이유
유리 없는 건축이 정말 중요하기 때문에 잠시 시간을 내어 유리 없는 건축에 대해 이야기하고 싶습니다.
전통적인 PTFE/세라믹 라미네이트는 강화재로 유리 섬유 천을 사용합니다. 유리 섬유는 PTFE-세라믹 혼합물과 유전 상수가 다릅니다. 전자기파가 보드 전체를 여행하면서 이러한 섬유와 산란을 만나게 됩니다. 이 효과를 "섬유 직조 효과" 또는 "유리 직조 효과"라고 합니다. 낮은 주파수에서는 무시할 수 있습니다. 마이크로파 주파수 이상에서는 어레이 전체에 위상 변화가 발생할 수 있습니다. 이는 위상 어레이 안테나에 있어서 재앙입니다.
TFA294는 유리 섬유를 완전히 제거함으로써 이 문제를 제거합니다. 유전율은 보드 전체에 걸쳐 균일합니다. 위상 배열의 모든 패치 안테나는 동일한 전기 환경을 봅니다. 위상 일관성이 향상됩니다. 빔포밍이 더욱 정확해졌습니다.
초저 손실, 온도 전반에 걸쳐 안정적인 Dk, 구리에 일치하는 CTE 및 유리가 없는 구조가 결합된 이 소재는 우주 장비, 항공 레이더, 위성 통신 및 항법 시스템과 같이 고장이 허용되지 않는 응용 분야에 적합합니다.
일반적인 응용 분야
몇 가지 실용적인 참고 사항
이 디자인을 제작에 적용하기 전에 명심해야 할 몇 가지 사항이 있습니다.
첫째, 모든 PTFE 기반 재료와 마찬가지로 TFA294에는 특별한 구멍 준비가 필요합니다. PTFE 표면은 화학적으로 불활성입니다. 표준 FR-4 디스미어 프로세스는 작동하지 않습니다. 제작자는 구리 도금 전에 플라즈마 또는 나프탈렌 나트륨 처리를 사용해야 합니다. 이 기능을 미리 확인하세요.
둘째, 마스크가 없는 디자인은 구리가 완전히 노출된다는 것을 의미합니다. 금 침수는 보호 기능을 제공하지만 보드는 주의해서 다루어야 합니다. 깨끗한 장갑, 밀봉된 보관 및 주의 깊은 조립이 필수적입니다.
셋째, 재료에는 유리 섬유 천이 포함되어 있지 않습니다. 이는 전기적 성능에는 이점이 있지만 동일한 두께의 유리 강화 대체 제품보다 보드의 견고성이 약간 덜할 수 있음을 의미합니다. 1.1mm 두께에서는 문제가 되지 않을 것 같지만 매우 큰 패널이나 거친 취급 조건에서는 주목할 가치가 있습니다.
최종 생각
이 2층 TFA294 보드는 목적이 있는 설계에 대한 연구입니다. 마스크를 제거하세요. 실크스크린을 제거합니다. 유리섬유를 제거합니다. 낮은 손실, 안정적인 Dk, 일치하는 CTE, 깨끗한 신호 전파 등 중요한 것만 유지하세요.
TFA294는 Rogers RT/duroid와 같은 기존 재료를 직접 대체합니까? 이는 특정 요구 사항에 따라 다릅니다. 그러나 유리 직조 효과가 중요하고 온도 안정성이 중요한 항공우주, 레이더 및 위성 응용 분야의 경우 이 소재를 진지하게 고려할 가치가 있습니다.
이전에 유리가 없는 PTFE-세라믹 복합재를 사용해 본 적이 있습니까? 귀하의 응용 분야에서 기존의 직조 강화 라미네이트와 비교하면 어떻습니까?
솔더 마스크를 제거하고, 실크스크린을 제거하고, 기판에서 유리 섬유 천을 제거하면 어떻게 됩니까? 깨끗하고 예측 가능하며 고주파수 성능이라는 한 가지 목적으로만 제작된 보드를 얻게 됩니다.
오늘 저는 TFA 시리즈의 PTFE-세라믹 복합재인 TFA294를 기반으로 제작된 2층 견고한 PCB를 보고 있습니다. 이것은 표준 RF 라미네이트가 아닙니다. 유리 섬유 천이 포함되어 있지 않고 이방성을 최소화하며 10GHz에서 손실 계수가 0.0010에 불과합니다. 디자인을 안내해 드리겠습니다.
PCB 개요: 단순한 구조, 진지한 의도
보드의 크기는 97.53mm x 100.28mm입니다. 완성된 두께는 1.1mm이며, 두 외부 레이어 모두에 1oz의 구리가 포함되어 있습니다(약 35μm). 최소 트레이스 폭은 6mil 간격으로 4mil이고, 가장 작은 드릴 구멍 크기는 0.35mm입니다. 블라인드 비아가 없습니다. 비아 도금 두께는 20μm이며 모든 보드는 배송 전에 100% 전기 테스트를 거칩니다.
표면 마감은 Immersion Gold로, RF 작업을 위한 견고하고 안정적인 선택입니다.
최근에 다룬 여러 디자인과 마찬가지로 이 보드에는 솔더 마스크도 없고 양쪽에 실크스크린도 없습니다. 이는 고성능 RF 보드의 친숙한 주제가 되고 있습니다. 즉, 변수를 제거하고 불확실성을 제거합니다.
TFA294: 다양한 종류의 PTFE 라미네이트
이제 재료에 집중하겠습니다. TFA294는 시중에 나와 있는 대부분의 PTFE 기반 라미네이트와 완전히 다르기 때문입니다.
TFA 시리즈는 PTFE 수지와 세라믹으로 구성된 유전체층을 사용합니다. 그러나 여기에 주요 차이점이 있습니다. 유리 섬유 천이 포함되어 있지 않습니다. RT/duroid와 같은 기존 PTFE 라미네이트는 직조 유리섬유로 강화되었습니다. 유리 강화는 두 가지 역할을 합니다. 즉, 기계적 강도를 추가하지만 미세한 불균일성을 초래하기도 합니다. 전자파가 유리 섬유를 통해 전파되면 산란되고 왜곡됩니다. 효과는 작지만 더 높은 주파수와 민감한 응용 분야에서는 중요합니다.
TFA는 유리섬유를 완전히 제거합니다. 대신, 나노세라믹이 균일하게 분산된 프리프레그 시트를 만드는 새로운 공정을 사용합니다. 그 결과 X/Y/Z 이방성이 최소화된 재료가 탄생했습니다. 전기적 특성은 모든 방향에서 동일합니다. 유리섬유 직조 효과가 없습니다. 예상치 못한 변형이 없습니다.
전기적 성능: 저손실, 안정적인 Dk
TFA294의 경우 숫자가 인상적입니다.
10GHz에서 유전율(Dk)은 2.94입니다. 20GHz에서 손실계수(Df)는 0.0010에 불과하며 이는 매우 낮은 수준입니다. 40GHz에서도 Df는 0.0012로 낮게 유지됩니다. 이 물질은 밀리미터파 주파수에서도 신호를 먹지 않습니다.
유전 상수 온도 계수(TCDK)는 -55°C~150°C 범위에서 -5ppm/°C입니다. 정말 훌륭해요. 비교를 위해 많은 표준 RF 재료의 TCDK 값은 -20~-50ppm/°C 범위입니다. -5ppm/°C의 TCDK는 유전 상수가 온도에 따라 거의 변하지 않는다는 것을 의미합니다. 안테나는 추운 아침과 더운 오후 사이에 크게 표류하지 않습니다.
열적 및 기계적 특성
열적 수치와 기계적 수치는 동일하게 확실합니다.
열팽창 계수는 X축과 Y축 모두 18ppm/°C, Z축에서는 32ppm/°C입니다. X/Y 값은 구리와 매우 잘 일치합니다. 구리는 약 17ppm/°C에 있습니다. 이러한 긴밀한 일치는 열 순환 중에 도금된 스루홀 및 표면 실장 패드에 대한 응력을 줄여줍니다.
열전도율은 0.59W/m·K입니다. 이는 표준 FR-4의 약 두 배로 증폭기 또는 피드 네트워크 애플리케이션의 전력 소비를 돕습니다.
수분 흡수율은 0.03%에 불과해 매우 낮습니다. PTFE 재료는 자연적으로 소수성이므로 세라믹을 첨가해도 소수성이 변경되지 않습니다. 이 보드는 습한 환경에서도 안정적인 성능을 유지합니다.
가연성 등급은 UL 94-V0이며 대부분의 항공우주 및 방위 응용 분야에 대한 표준 안전 요구 사항을 충족합니다.
유리 섬유가 중요하지 않은 이유
유리 없는 건축이 정말 중요하기 때문에 잠시 시간을 내어 유리 없는 건축에 대해 이야기하고 싶습니다.
전통적인 PTFE/세라믹 라미네이트는 강화재로 유리 섬유 천을 사용합니다. 유리 섬유는 PTFE-세라믹 혼합물과 유전 상수가 다릅니다. 전자기파가 보드 전체를 여행하면서 이러한 섬유와 산란을 만나게 됩니다. 이 효과를 "섬유 직조 효과" 또는 "유리 직조 효과"라고 합니다. 낮은 주파수에서는 무시할 수 있습니다. 마이크로파 주파수 이상에서는 어레이 전체에 위상 변화가 발생할 수 있습니다. 이는 위상 어레이 안테나에 있어서 재앙입니다.
TFA294는 유리 섬유를 완전히 제거함으로써 이 문제를 제거합니다. 유전율은 보드 전체에 걸쳐 균일합니다. 위상 배열의 모든 패치 안테나는 동일한 전기 환경을 봅니다. 위상 일관성이 향상됩니다. 빔포밍이 더욱 정확해졌습니다.
초저 손실, 온도 전반에 걸쳐 안정적인 Dk, 구리에 일치하는 CTE 및 유리가 없는 구조가 결합된 이 소재는 우주 장비, 항공 레이더, 위성 통신 및 항법 시스템과 같이 고장이 허용되지 않는 응용 분야에 적합합니다.
일반적인 응용 분야
몇 가지 실용적인 참고 사항
이 디자인을 제작에 적용하기 전에 명심해야 할 몇 가지 사항이 있습니다.
첫째, 모든 PTFE 기반 재료와 마찬가지로 TFA294에는 특별한 구멍 준비가 필요합니다. PTFE 표면은 화학적으로 불활성입니다. 표준 FR-4 디스미어 프로세스는 작동하지 않습니다. 제작자는 구리 도금 전에 플라즈마 또는 나프탈렌 나트륨 처리를 사용해야 합니다. 이 기능을 미리 확인하세요.
둘째, 마스크가 없는 디자인은 구리가 완전히 노출된다는 것을 의미합니다. 금 침수는 보호 기능을 제공하지만 보드는 주의해서 다루어야 합니다. 깨끗한 장갑, 밀봉된 보관 및 주의 깊은 조립이 필수적입니다.
셋째, 재료에는 유리 섬유 천이 포함되어 있지 않습니다. 이는 전기적 성능에는 이점이 있지만 동일한 두께의 유리 강화 대체 제품보다 보드의 견고성이 약간 덜할 수 있음을 의미합니다. 1.1mm 두께에서는 문제가 되지 않을 것 같지만 매우 큰 패널이나 거친 취급 조건에서는 주목할 가치가 있습니다.
최종 생각
이 2층 TFA294 보드는 목적이 있는 설계에 대한 연구입니다. 마스크를 제거하세요. 실크스크린을 제거합니다. 유리섬유를 제거합니다. 낮은 손실, 안정적인 Dk, 일치하는 CTE, 깨끗한 신호 전파 등 중요한 것만 유지하세요.
TFA294는 Rogers RT/duroid와 같은 기존 재료를 직접 대체합니까? 이는 특정 요구 사항에 따라 다릅니다. 그러나 유리 직조 효과가 중요하고 온도 안정성이 중요한 항공우주, 레이더 및 위성 응용 분야의 경우 이 소재를 진지하게 고려할 가치가 있습니다.
이전에 유리가 없는 PTFE-세라믹 복합재를 사용해 본 적이 있습니까? 귀하의 응용 분야에서 기존의 직조 강화 라미네이트와 비교하면 어떻습니까?
