Ne postoji apsolutno univerzalni "najbolji materijal" za visoko-frekventne PCB ploče, niti postoji jedan "kralj tro-učinkovitosti". Svaki od tri ima nezamjenjive prednosti u različitim frekvencijskim pojasima, scenarijima primjene i proračunskim ograničenjima. Rogersova serija keramičkih ispuna preferirana je sveobuhvatna tro-učinkovitost za većinu komercijalnih visoko-frekventnih projekata, Taconic ima istaknutiju troškovnu prednost u inženjerskim scenarijima masovne proizvodnje, a čisti PTFE je nezamjenjiv u scenarijima ekstremnih performansi milimetarskih valova.
Usporedba performansi jezgre tri vrste materijala
| Vrsta materijala | Tipičan model | 10GHz下Dk | 10GHz下Df | Osnovne karakteristike izvedbe |
|---|---|---|---|---|
| Rogers (ispunjen keramikom/na bazi PTFE) | RO4350B, RO5880 | 3.48 / 2.2 | 0.0037 / 0.0009 | Jaka stabilnost dielektrične konstante, dobra toplinska vodljivost i visoka mehanička čvrstoća |
| Taconic (PTFE ojačanje) | TLY-5,TLX-8 | 2.2 / 2.55 | 0.0009 / 0.0015 | Izvrsna mehanička stabilnost dimenzija i visok stupanj standardizacije u obradi |
| Ploča obložena-čistim PTFE bakrom | Opći stupanj PTFE CCL | 2.2 | 0.0009 | Izuzetno nizak dielektrični gubitak, otpornost na visoke temperature i koroziju |
Prednosti, nedostaci i isplativost-pozicioniranje tri vrste materijala
Rogersova serija
Prednosti: Serija RO4000 može se izravno obraditi pomoću standardne FR{2}}4 tehnologije bez potrebe za posebnom prethodnom obradom pora od PTFE-a. Pouzdanost metaliziranih rupa od višeslojne ploče je visoka, a toplinska vodljivost može doseći 0,69 W/m·k. Ima izvrsne performanse kontrole porasta temperature u scenarijima velike snage, visoku industrijsku univerzalnost i zreo opskrbni lanac i resurse za obradu.
Nedostatak: Vrhunski modeli milimetarskog vala (kao što je RO5880) imaju relativno visoku jediničnu cijenu za sirovine, a neke posebne specifikacije imaju duže vrijeme isporuke.
Isplativo pozicioniranje: Sveobuhvatan prvi izbor za visoko{0}}scenarije komercijalne razine frekvencije ispod 10 GHz, balansiranje performansi, prinosa obrade i dugoročne-pouzdanosti. To je glavni izbor za automobilski radar, pojačalo 5G bazne stanice i upravljačku ploču industrijskog robota.
Taconic serija
Prednosti: struktura ojačana stakloplastikom donosi veću mehaničku čvrstoću, snažnu sposobnost protiv savijanja tankih ploča, veći učinak obrade ploča velikih-veličina, proizvođači PCB-a prikupili su puno standardiziranog iskustva u svojim postupcima laminiranja i bušenja, a sveobuhvatni troškovi obrade u fazi masovne proizvodnje 10% -15% niži su od modela Rogers s istim parametrima.
Nedostatak: postoji manje opcija za modele s ultra-visokom toplinskom vodljivošću, a prilagodljivost scenarijima ekstremne-energetike malo je inferiorna u odnosu na Rogers.
Pozicioniranje isplativosti: Optimizacija troškova za inženjerske projekte masovne proizvodnje, što može dodatno smanjiti ukupne troškove proizvodnje u velikim-velikim antenskim pločama i serijskim projektima radara milimetarskih valova s visokim zahtjevima za dimenzionalnom stabilnošću uz zadržavanje iste izvedbe.
Ploča obložena-čistim PTFE bakrom
Prednosti: Dielektrični gubitak može biti samo 0,0004, raspon temperaturne otpornosti pokriva -80 stupnjeva ~+150 stupnjeva, otporan je na jaku kiselinsku i alkalnu koroziju, a gubitak prijenosa signala u frekvencijskom pojasu milimetarskih valova iznad 40 GHz mnogo je manji od prve dvije vrste materijala. Ima izuzetno jaku kemijsku inertnost i pogodan je za vojne i svemirske scenarije koji zahtijevaju opetovane popravke.
Nedostatak: Cijena sirovine je 5-8 puta veća od cijene FR-4, a potrebna je površinska aktivacijska obrada otopinom natrijevog naftalena kako bi se osiguralo prianjanje metalizacije rupa. Postupci bušenja i laminiranja imaju visoke pragove, nizak prinos obrade, a ukupni sveobuhvatni trošak mnogo je veći od prva dva tipa modificiranih PTFE materijala.
Isplativo pozicioniranje: to je-neophodan izbor za ekstremno visoke-frekvencije/ekstremne okolišne scenarije, a njegova nezamjenjiva vrijednost može se odražavati samo u scenarijima u kojima se mora osigurati ekstremni integritet signala, kao što je satelitska komunikacija iznad 40 GHz i vojni radar. Njegova uporaba u uobičajenim komercijalnim projektima značajno će povećati nepotrebne troškove.
Prijedlozi odabira za različite scenarije
Uvod u visoko{0}}uzorkovanje i prvu-proizvodnju visoko{2}}frekventnih ploča: preferira se Rogers RO4350B jer ima najbolju kompatibilnost procesa i najniže troškove pokušaja i pogrešaka.
Projekt radara s milimetarskim valovima i 5G antene-milijunske razine mase: Taconic TLY-5 odabran je za ravnotežu performansi-vrhunske razine i prinosa masovne proizvodnje, uz najveću ukupnu isplativost.
Scenariji radara milimetarskih valova montiranog na vozilu, satelitske komunikacije i vojnog radara iznad 77 GHz: Odaberite modificirane modele Rogers RO5880 ili Taconic temeljene na modificiranom PTFE-u, čisti PTFE se koristi samo za posebne scenarije ultra-visoke frekvencije iznad 40 GHz.
Modul pojačala velike snage, kontrolna ploča industrijskog robota s velikim opterećenjem: preferira se Rogers RO4350B jer njegova visoka toplinska vodljivost može značajno poboljšati prosječno vrijeme modula između kvarova.