Chi produce PCB utilizzando TMM6 con finitura superficiale EPIG senza nichel?

Introduzione

Nella progettazione di circuiti ad alta frequenza, raggiungere il giusto equilibrio tra prestazioni elettriche, affidabilità meccanica e producibilità è spesso impegnativo. Rogers TMM6, parte della famiglia TMM® (Thermoset Microwave Materials), affronta questa sfida combinando molte delle caratteristiche desiderabili dei substrati ceramici con la facilità delle tecniche di lavorazione dei substrati morbidi.

TMM6 è un composito ceramico, idrocarburico e polimerico termoindurente progettato per un'elevata affidabilità del foro passante placcato (PTH) nelle applicazioni stripline e microstriscia. Con una costante dielettrica di 6,00 ± 0,08 e un basso fattore di dissipazione di 0,0023 a 10 GHz, TMM6 offre un valore Dk unico che colma un importante divario tra i materiali PTFE con Dk inferiore e i substrati ceramici con Dk superiore.

A differenza dei materiali a base di PTFE, TMM6 è una resina termoindurente che non si ammorbidisce quando riscaldata, consentendo un fissaggio affidabile del filo senza sollevamento del cuscinetto o deformazione del substrato. Il suo coefficiente di espansione termica (CTE) strettamente abbinato al rame garantisce un'eccezionale affidabilità del foro passante placcato, mentre la sua conduttività termica è circa il doppio di quella dei tradizionali laminati PTFE/ceramica, facilitando un'efficace rimozione del calore.

Questo articolo fornisce una panoramica completa delle proprietà del laminato TMM6, un esempio dettagliato di progettazione PCB a 2 strati e informazioni chiave sull'approvvigionamento per ingegneri e professionisti degli approvvigionamenti.

Cos'è il laminato Rogers TMM6?

Rogers TMM6 è un materiale termoindurente per microonde della serie TMM, che comprende un'ampia gamma di costanti dielettriche da 3,0 a 10,0. TMM6, con un Dk di 6,0, è specificamente progettato per applicazioni che richiedono una costante dielettrica più elevata rispetto ai tradizionali materiali PTFE, ma senza la fragilità o le sfide di lavorazione dei substrati ceramici puri.

Elemento chiave di differenziazione: resina termoindurente con prestazioni simili alla ceramica

TMM6 offre numerosi vantaggi unici sia rispetto ai substrati a base PTFE che ceramici:

Tabella completa delle proprietà dei materiali

La tabella seguente consolida tutte le proprietà elettriche, termiche, meccaniche e fisiche dei laminati TMM6 in un unico riferimento completo.

Note:
1. L'esposizione prolungata in un ambiente ossidativo può causare modifiche alle proprietà dielettriche dei materiali a base di idrocarburi. Rogers consiglia di valutare ciascuna combinazione di materiali e design per il fitness durante l'intera vita del prodotto.
2. Il design Dk è una media di più lotti testati sugli spessori più comuni. Contattare Rogers per informazioni dettagliate.

I valori tipici sono una rappresentazione di un valore medio per la popolazione della proprietà. Per i valori delle specifiche, contattare Rogers Corporation.

Riepilogo delle caratteristiche e dei vantaggi

Stabilità termica eccezionale

TMM6 presenta un coefficiente termico della costante dielettrica (TCDk) di soli -11 ppm/°K, eccezionalmente basso per un materiale Dk 6.0. Ciò garantisce che la costante dielettrica rimanga stabile in un ampio intervallo di temperature (da -55°C a +125°C), fondamentale per le applicazioni che operano in ambienti estremi come le comunicazioni satellitari e i sistemi aerospaziali.

CTE abbinato al rame per l'affidabilità del PTH

I valori CTE di TMM6 (18/18/26 ppm/K in X/Y/Z) sono strettamente corrispondenti a quelli del rame (17 ppm/°C). Questa corrispondenza riduce al minimo lo stress termico sui fori passanti placcati durante i cicli di temperatura, con il risultato di:

Elevata affidabilità del PTH – Prestazioni eccellenti nelle applicazioni con shock termico

Basso ritiro dall'attacco – Stabilità dimensionale durante la fabbricazione

Sollevamento ridotto del pad – Saldatura e collegamento dei fili affidabili

Elevata conduttività termica

Con una conduttività termica di 0,72 W/m/K, TMM6 offre circa il doppio della conduttività termica dei tradizionali laminati PTFE/ceramica (tipicamente 0,26–0,35 W/m/K). Ciò facilita un'efficace rimozione del calore dagli amplificatori di potenza e da altri circuiti RF ad alta potenza, prolungando la durata dei componenti e migliorando l'affidabilità.

Vantaggi del termoindurente rispetto al PTFE

A differenza dei materiali a base di PTFE, la resina termoindurente di TMM6:

Non si ammorbidisce quando riscaldato – Consente l'incollaggio del filo senza sollevare il tampone

Non richiede il trattamento con naftanato di sodio – Semplifica la placcatura chimica

Resiste al creep e al flusso freddo – Mantiene la stabilità dimensionale sotto stress meccanico

Offre prestazioni costanti a tutte le temperature di lavorazione

Offerte standard

I laminati TMM6 sono disponibili in una gamma completa di spessori, dimensioni dei pannelli e opzioni di rivestimento in rame.

Dimensioni e rivestimenti dei pannelli standard

Esempio di progettazione PCB a 2 strati utilizzando TMM6

Per dimostrare l'applicazione pratica di TMM6, quello che segue è un caso completo di progettazione PCB rigido a 2 strati.

Specifiche di progettazione PCB

Osservazioni sulla progettazione

Questa scheda (85,6 mm × 99,75 mm) presenta un numero moderato di componenti (23 componenti) con solo 2 net, suggerendo un modulo funzionale RF o microonde dedicato. Le osservazioni chiave includono:

Spessore dielettrico di 50 mil (1,27 mm) – Fornisce una robusta resistenza meccanica e un controllo affidabile dell'impedenza per i circuiti a microonde

Finitura superficiale EPIG (senza nichel) – La finitura in oro per immersione in palladio elettrolitico offre un'eccellente legabilità e saldabilità del filo senza nichel, il che può essere problematico per alcune applicazioni RF (nessuna interferenza magnetica/nichel)

Nessuna maschera di saldatura – Preserva le caratteristiche di bassa perdita del materiale termoindurente; evita effetti dielettrici indesiderati

Nessuna serigrafia – Mantiene una superficie RF pulita; evita la contaminazione

Dk di 6,0 di TMM6: consente la miniaturizzazione del circuito rispetto ai materiali con Dk inferiore; design compatti di filtri e accoppiatori

Proprietà termoindurenti di TMM6 – Collegamento affidabile del filo e affidabilità del PTH

Conformità IPC-Class-2: garantisce affidabilità per applicazioni commerciali e industriali

Punti salienti del processo di produzione

Nessuna elaborazione specializzata: il TMM6 può essere fabbricato utilizzando tutti i comuni processi PWB; non è richiesto alcun trattamento con naftanato di sodio

Resistenza chimica – Resistente agli agenti aggressivi e ai solventi utilizzati nella produzione di PCB

Eccellente affidabilità del PTH: il CTE abbinato al rame garantisce fori passanti placcati affidabili

Capacità di passo fine: traccia/spaziatura da 4/6 mil supporta progetti RF ad alta densità

Test elettrico al 100% – Garantisce l'integrità funzionale di ogni scheda

Applicazioni tipiche

- Circuiti RF e microonde

- Amplificatori e combinatori di potenza

- Filtri e accoppiatore

- Sistemi di comunicazione satellitare

- Antenne per sistemi di posizionamento globale

- Antenne patch

- Polarizzatori e lenti dielettriche

- Tester di chip

Conclusione

I laminati Rogers TMM6 offrono una combinazione convincente di elevata costante dielettrica (6,00 ± 0,08), bassa perdita (0,0023 a 10 GHz) ed eccezionale affidabilità del termoindurente, il tutto senza i requisiti di lavorazione specializzati dei materiali a base di PTFE. Con un CTE abbinato al rame (18/18/26 ppm/K), una conduttività termica di 0,72 W/m·K e una resina termoindurente che consente un collegamento affidabile dei cavi, TMM6 è ideale per applicazioni RF e microonde impegnative.

I principali vantaggi includono:

Dk elevato pari a 6,00: consente la miniaturizzazione del circuito rispetto ai materiali con Dk inferiore

Bassa perdita (Df = 0,0023) – Mantiene l'integrità del segnale nei circuiti a microonde

Resina termoindurente – Nessun rammollimento se riscaldato; collegamento affidabile dei cavi; nessun sollevamento del tampone

CTE abbinato al rame – Eccellente affidabilità PTH; basso ritiro all'attacco

Elevata conduttività termica (0,72 W/m·K) – Efficiente rimozione del calore; circa 2 volte migliore rispetto ai laminati PTFE/ceramica

Nessuna lavorazione del PTFE – Non è richiesto alcun trattamento con naftanato di sodio; tutti i comuni processi PWB

Ampia gamma di spessori – Disponibile da 0,015" a 0,500"

TCDk di -11 ppm/°K – Dk eccezionalmente stabile a tutta la temperatura

Resistenza chimica – Resistente agli agenti chimici e ai solventi

Sia che venga utilizzato in amplificatori di potenza, sistemi di comunicazione satellitare o apparecchiature di test a microonde, TMM6 fornisce una base affidabile e ad alte prestazioni per progetti di circuiti ad alta frequenza esigenti.