فهرست مطالب

مواد PCB تاکونیک: استاندارد طلایی برای مدارهای فرکانس بالا و RF

الکترونیک فرکانس بالا در یک محیط بسیار سخت کار می‌کند و در چنین محیطی، جنبه یکپارچگی سیگنال بسیار مهم می‌شود. با توجه به نوع عملیاتی که رادار هوافضا و فناوری‌های مخابراتی مانند 5G در آن دخیل هستند، دانش در مورد ماده انتخابی برای تولید بستر برد مدار چاپی (PCB) به مهمترین عامل تبدیل می‌شود که موفقیت و شکست را از هم جدا می‌کند. از بین تمام مواد با کارایی بالای موجود، مواد لمینت PCB تاکونیک در صدر فهرستی قرار دارند که از بهترین‌ها تشکیل شده است.

ماده دی الکتریک پیشرفته تاکونیک برای برد مدار چاپی چیست؟

تاکونیک یک شرکت معتبر آمریکایی است که مواد دی‌الکتریک پیشرفته‌ای تولید می‌کند که برای استفاده در ... واجد شرایط هستند. بردهای مدار چاپی با فرکانس بالا و کاربردهای مایکروویو. این مواد به دلیل داشتن خواص الکتریکی عالی مانند تلفات دی‌الکتریک کم و ثابت دی‌الکتریک پایدار و همچنین خواص حرارتی عالی، به طور گسترده شناخته شده‌اند.
 
بخش دی‌الکتریک پیشرفته تاکونیک، که شامل عملیات تاکونیک در کره جنوبی نیز می‌شود، در سال ۲۰۱۹ توسط AGC Inc.، یک تولیدکننده پیشرو مواد شیمیایی در ژاپن، خریداری شد. این خرید به AGC کمک کرد تا راهکارهای RF و مایکروویو در سطح جهانی تاکونیک را به پیشنهادات خود اضافه کند و خود را در سطح جهانی، عمدتاً در منطقه آسیا و اقیانوسیه، تقویت کند.

خطوط تولید مواد PCB شرکت تاکونیک کی

سری مواد توضیحات کاربردها
سری TLY ضریب شکست بسیار پایین (۲.۱۷) و تلفات کم، مبتنی بر PTFE. ایده‌آل برای مدارهای فرکانس بالا. آنتن‌ها، تقویت‌کننده‌های توان، مدارهای RF/مایکروویو که نیاز به یکپارچگی سیگنال بالا دارند.
سری RF-35 عملکرد و هزینه متعادل، Dk پایین با تلفات متوسط. مدارهای RF و مایکروویو، مخابرات، آنتن‌های ایستگاه پایه، فیلترهای RF.
CER-10 لمینت PTFE پر شده با سرامیک با Dk بالا و افت کم. طرح‌های فشرده فرکانس بالا، تقویت‌کننده‌های توان، فیلترهای مایکروویو.
سری TLX Dk پایدار و تلفات کم، مناسب برای کاربردهای پهن باند. آنتن‌های آرایه فازی، ارتباطات ماهواره‌ای، دستگاه‌های مایکروویو پهن‌باند.
سری تاکونیک ۶۰۰ جذب رطوبت کم، اتلاف کم و پایداری حرارتی خوب، طراحی شده برای محیط‌های خشن. هوافضا، الکترونیک نظامی، سیستم‌های رادار خودرو.

چرا مواد PCB تاکونیک برای مدارهای HF مفید هستند؟

مواد PCB تاکونیک به دلیل ویژگی‌های خاصی که برای کاربردهای با کارایی بالا مانند RF (فرکانس رادیویی)، مایکروویو و مدارهای دیجیتال با فرکانس بالا از اهمیت بالایی برخوردارند، در یک حوزه خاص نیز غیرقابل جایگزینی هستند.
  • عملکرد الکتریکی برجسته: با توجه به ضریب اتلاف پایین (Df)، لمینت‌های تاکونیک قادر به به حداقل رساندن تضعیف سیگنال حتی در امواج میلی‌متری هستند. ضریب اتلاف پایین و پایدار این ماده همچنین عملکرد خوب را در طیف وسیعی از فرکانس‌ها و دماها تضمین می‌کند.
  • برتر مدیریت حرارتی: تخته‌های چاپ قادر به عملکرد خوب در طیف وسیعی از دماها هستند. ضریب انبساط حرارتی (CTE) پایین تخته‌های چاپ مواد PCB از تاب برداشتن و لایه لایه شدن تخته ها جلوگیری می کند.
  • قابلیت اطمینان تثبیت شده: مقاومت بالای PCB های Taconic در برابر رطوبت و مواد شیمیایی، آنها را به بهترین انتخاب برای ... تبدیل می‌کند. هوافضا, نظامی, ، و خودرو صنایعی که به دوام مطلق نیاز دارند.
  • ساخت دقیق: پایداری ابعادی لمینت‌ها فوق‌العاده است و نقش کلیدی در تراز کردن ... دارد. تخته‌های چند لایه دقیقاً درون سیستم‌های RF.

فرآیند تولید مواد PCB تاکونیک

فرآیند تولید مواد PCB با کارایی بالای Taconic، مانند لمینت‌های روکش‌دار مسی، شامل چندین مرحله پیچیده است تا اطمینان حاصل شود که محصول نهایی الزامات سختگیرانه کاربردهای فرکانس بالا و مایکروویو را برآورده می‌کند. در اینجا یک مرور ساده از فرآیند تولید معمول ارائه شده است:
 
  1. انتخاب مواد: PTFE رزین فرموله شده با مواد پرکننده خاص، تلفات دی الکتریک کمی را فراهم می‌کند.
  2. تقویت: شیشه و/یا مواد سرامیکی برای بهبود مقاومت در برابر تغییر شکل استفاده می‌شوند
  3. آماده سازی پیش آغشته: رزین PTFE به تقویت پارچه آغشته شده و سپس به صورت مرحله‌ای B انجام می‌شود.
  4. لمینیت: لایه‌ها با استفاده از یک فویل مسی و با استفاده از گرما و فشار بالا به هم فشرده می‌شوند.
  5. خنک کننده و درمان سطحی: خنک‌سازی کنترل می‌شود تا از تاب برداشتن سیم‌ها جلوگیری شود و سطوح سیم‌های مسی برای اطمینان از چسبندگی خوب، عملیات حرارتی می‌شوند.
  6. کنترل کیفیت: هر ورق تحت آزمایش الکتریکی و ابعادی قرار می‌گیرد.
  7. برش و بسته بندی: لمینت‌ها قبل از ارسال، با دقت برش داده، بررسی و بسته‌بندی می‌شوند.

 

این فرآیند تولید کنترل‌شده، Dk قابل پیش‌بینی و ثابت و ضریب اتلاف (Df) پایین را تضمین می‌کند که برای یک PCB فرکانس بالای خوب ضروری است.

چه زمانی از مواد PCB تاکونیک استفاده کنیم؟

مواد PCB تاکونیک خود را به عنوان ماده انتخابی برای استفاده در PCB های با کارایی بالا ثابت کرده‌اند، که در آن جنبه‌های قابلیت اطمینان، دقت و دوام را نمی‌توان به خطر انداخت. اگرچه مواد تاکونیک از ویژگی‌های بسیار مفیدی برخوردارند، اما همیشه باید درک کرد که چنین موادی ممکن است گاهی اوقات کارآمدترین گزینه نباشند.

چه زمانی مواد تاکونیک ضروری هستند:

  • عملکرد فرکانس بالا: امواج RF، مایکروویو و میلی‌متری که بالای 10 گیگاهرتز کار می‌کنند، به تلفات کمی در طراحی شما نیاز دارند.
  • قابلیت اطمینان در ماموریت‌های حیاتی الزامی است: این سیستم باید در محیط‌های سخت (دما، رطوبت، ارتعاش) که معمولاً در کاربردهای هوافضا، نظامی و مرتبط با فضا وجود دارد، به درستی کار کند.
  • یکپارچگی سیگنال از اهمیت بالایی برخوردار است: کوچکترین اعوجاج دامنه فاز در فناوری‌های رادار و سیستم‌های ارتباطی مدرن قابل قبول نیست.

چه زمانی مواد دیگر ممکن است کاربردی‌تر باشند:

  • از آنجایی که فرکانس کاری پایین‌تر است،, FR-4 می‌تواند برای مدار مورد نیاز کافی باشد.
  • این پروژه نسبت به هزینه‌ها بسیار حساس است، اما مزیت رقابتی تاکونیک در شرایط فعلی به هیچ وجه معتبر نیست.
  • شرایط عملیاتی مساعد است و هیچ الزامی برای مقاومت در برابر دمای بالا، مواد شیمیایی و سایش وجود ندارد.

انواع و کاربردهای مواد PCB تاکونیک

پارچه

پارچه

مواد مقاوم در برابر حرارت بالا، تولید شده از طریق پوشش الیاف شیشه و آرامید با رزین PTFE.

کاربردها: در مواردی که به دوام و خاصیت رهاسازی نیاز باشد، استفاده می‌شود.

نوار

نوار

نوارهای چسب با لایه‌های PTFE و PI و یک لایه چسب سیلیکونی و اکریلیک.

کاربردها: برای عایق کاری، آب بندی و محافظت استفاده می شود.

کمربند

کمربند

تسمه‌های PTFE برای مقاومت در برابر دماهای بالا طراحی شده‌اند.

کاربردها: برای خشک کردن، سخت کردن و انتقال مواد در کاربردهای صنعتی استفاده می‌شود.

فیلم کامپوزیت PTFE/FEP

فیلم کامپوزیت PTFE/FEP

فیلم‌های کامپوزیتی که PI را با فلوروزین‌هایی مانند PTFE و FEP ترکیب می‌کنند.

کاربردها: کاربردهای با کارایی بالا که نیاز به مقاومت در برابر مواد شیمیایی و انعطاف‌پذیری دارند.

نوار سیلیکونی قابل استفاده مجدد

نوار سیلیکونی قابل استفاده مجدد

نوارهای سیلیکونی دو طرفه و قابل استفاده مجدد با قدرت چسبندگی مختلف برای هر طرف.

کاربردها: با قابلیت کارکرد در دماهای بالا، قابلیت استفاده مجدد و قدرت چسبندگی بالا مشخص می‌شود.

نوار فیلم UHMW PE

نوار فیلم UHMW PE

نوار پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا به دلیل مقاومت عالی در برابر سایش، مورد توجه قرار گرفته است.

کاربردها: برای کاربردهایی که نیاز به دوام بالا و مقاومت در برابر سایش دارند، استفاده می‌شود.

پارچه معماری

پارچه معماری

مواد PTFE مورد استفاده برای ساخت سازه‌های غشایی.

کاربردها: ایده‌آل برای کاربردهای معماری که نیاز به مقاومت در برابر آب و هوا و یکپارچگی سازه دارند.

نقاط قوت و ضعف تاکونیک در مقابل راجرز

تاکونیک:

  • نقاط قوت:

    • ثابت دی الکتریک (Dk): ثابت‌های دی‌الکتریک مواد PCB تاکونیک، مانند مواد TLY، معمولاً بین مقادیر ۲.۱۷ و ۲.۳۳ اندازه‌گیری می‌شوند که این ماده را برای کاربردهای فرکانس بالا که در آن‌ها کمترین اعوجاج سیگنال مورد نیاز است، بسیار مفید می‌کند.
    • تلفات دی الکتریک کم: برای مثال، ماده TLY در فرکانس 10 گیگاهرتز دارای تانژانت تلفات کم 0.0019 است. این موضوع هنگام بررسی کاربردهای RF و مایکروویو به یک جنبه حیاتی تبدیل می‌شود.
    • پایداری حرارتی: مواد تاکونیک سطح بالایی از پایداری حرارتی تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد را نشان می‌دهند که قادر به تحمل شرایط سخت بوده و برای کاربردهای هوافضا ضروری است.
    • مقاومت در برابر رطوبت: جذب رطوبت مواد PCB تاکونیک کم است و بنابراین مقاومت آنها در برابر رطوبت خوب است و همچنین عامل مؤثری در قابلیت اطمینان PCB تاکونیک است.
  • نقاط ضعف:

    • هزینه: مواد تاکونیک به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارند، نسبتاً گران‌تر هستند.
    • پردازش: همچنین ممکن است فرآوری این مواد نسبت به سایر مواد دشوارتر باشد و ممکن است به تجهیزات ویژه‌ای نیاز باشد.

راجرز:

  • نقاط قوت:

    • ثابت دی الکتریک (Dk): ثابت دی الکتریک مواد راجرز, برای مثال، برای ماده RO4350B، حدود ۳.۴۸ است که کمی بالاتر از سایر مواد است، اما همچنان در محدوده‌ای قرار دارد که کاربردهای متنوع RF/مایکروویو را در بر می‌گیرد.
    • سهولت پردازش: مواد تولید شده توسط راجرز نسبتاً به راحتی فرآوری می‌شوند و این می‌تواند منجر به هزینه‌های تولید پایین‌تر.
    • انعطاف‌پذیری: یکی از عواملی که راجرز را به یک ماده بسیار محبوب تبدیل می‌کند، انعطاف‌پذیری آن است که به خوبی در ... کاربردهای مختلف PCB, مانند مخابرات، خودرو و محصولات مصرفی.
    • عملکرد حرارتی: محدوده دمای عملیاتی تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد برای اکثر مواد مورد استفاده راجرز طبیعی است، اما برای طرح‌های فرکانس بالا، ماده‌ای مانند RO4350B برای عملکرد حرارتی کافی است.
  • نقاط ضعف:

    • بتای TAN با تلفات بالا: این نوع ماده می‌تواند TAN Beta را کمی بالاتر از مواد Taconic PCB داشته باشد. به عنوان مثال، برای ماده RO4350B، tan del zips تقریباً 0.0037 در فرکانس 10 گیگاهرتز است که کمی بالاتر از ماده Taconic است.
    • حساسیت دما: حساسیت دمایی ماده‌ی ارائه شده توسط راجرز نیز می‌تواند کمی بالاتر از تاکونیک باشد، اما بعید است که نگران‌کننده باشد.
مقایسه ثابت دی‌الکتریک (Dk) و تلفات دی‌الکتریک (DF) برای مواد برد مدار چاپی Rogers و Taconic
مدل ثابت دی الکتریک Dk تلفات دی الکتریک DF
راجرز
RO3003 ۳.۰۰ ± ۰.۰۴ 0.0010
RO3006 ۶.۱۵ ± ۰.۰۵ 0.0020
RO3010 ۱۰.۲ ± ۰.۳۰ 0.0022
RT5880 ۲.۲۰ ± ۰.۰۲ 0.0009
RO4003C ۳.۳۸ ± ۰.۰۵ 0.0027
RO4350B ۳.۴۸ ± ۰.۰۵ 0.0037
RT5870 ۲.۳۳ ± ۰.۰۲ 0.0012
RT6010 ۱۰.۲ ± ۰.۲۵ 0.0023
تاکونیک
TLY-5A 2.17 0.0009
TLP-5 2.10 0.0009
تی‌ال‌وای-۵ 2.22 0.0009
تی‌ال‌وای-۳ 2.33 0.0012
تی‌ال‌ای-۶ 2.65 0.0020
آر اف-۳۵ 3.50 0.0018
TLT-0،9،8،7،6 2.45 - 2.65 0.0015 - 0.0021

خلاصه داده‌ها:

  • ثابت دی الکتریک (Dk): تاکونیک: ۲.۱۷ – ۲.۳۳ | راجرز (RO4350B): ۳.۴۸
  • تانژانت زیان: تاکونیک: 0.0019 در 10 گیگاهرتز | راجرز (RO4350B): 0.0037 در 10 گیگاهرتز
  • پایداری حرارتی: تاکونیک: تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد | راجرز: تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد

نتیجه‌گیری

مواد PCB شرکت Taconic به دلیل خواص الکتریکی، حرارتی و محیطی عالی، بهترین ماده موجود در صنعت برای عملیات فرکانس بالا شناخته شده است. تلفات کم دی الکتریک مواد PCB شرکت Taconic نیز یک ویژگی قابل توجه است، با توجه به اینکه سطح بالای عملکرد مدار تا حد زیادی به چنین پارامتری وابسته است.
 
حتی با در نظر گرفتن معیارهای عملکرد، در حالی که عملکرد مواد ارائه شده توسط راجرز از نظر سهولت پردازش عالی است، عملکرد مواد PCB تاکونیک زمانی که درجه بالایی از دقت و استحکام در محیط عملیاتی مورد نیاز است، عالی است. انتخاب اینکه آیا از این مواد استفاده شود یا خیر، یک تصمیم حیاتی است که باید در چارچوب محصول نهایی مورد نیاز هدایت شود.

سوالات متداول در مورد برد مدار چاپی تاکونیک

مواد تاکونیک بسیار ارائه می‌دهند تلفات دی‌الکتریک کمتر و پایداری حرارتی بالاتر, که آنها را برای مدارهای با فرکانس بالا و سرعت بالا که در آنها FR-4 قادر به حفظ یکپارچگی سیگنال نیست، مناسب می‌کند.

بله. مواد تاکونیک برای این منظور طراحی شده‌اند سازگاری با فرآیندهای استاندارد لمینت و اچینگ, اگرچه تنظیم جزئی فرآیند ممکن است عملکرد را بهینه کند.

برای فرکانس فوق العاده بالا یا دمای شدید در کاربردها، تاکونیک اغلب از راجرز بهتر عمل می‌کند. با این حال، برای RF عمومی یا طرح‌های حساس به هزینه، راجرز ممکن است انتخاب کاربردی‌تری باشد.

این کاملاً به نیازهای کاربرد بستگی دارد. برای لوازم الکترونیکی مصرفی، احتمالاً نه. برای یک محموله ماهواره‌ای یا یک سیستم رادار نظامی که خرابی در آن یک گزینه نیست، سرمایه‌گذاری روی عملکرد و قابلیت اطمینان Taconic نه تنها توجیه‌پذیر است، بلکه ضروری است.

دریافت قیمت

وبلاگ‌های مرتبط