TMM10 vs Alumina: Perché scegliere questo termostato Dk 9.2 per i circuiti microonde miniaturizzati?

Cos'e' il Rogers TMM10?

Rogers TMM10 è un laminato ad alta costante dielettrica (Dk 9.20) termoassorbente progettato per la miniaturizzazione dei circuiti e applicazioni ad alta affidabilità.Combina le prestazioni elettriche dei substrati ceramici con la trasformabilità dei materiali termofermi senza richiedere tecniche specializzate di lavorazione del PTFE. TMM10 consente una riduzione delle dimensioni dei componenti passivi fino al 70% rispetto ai materiali a basso contenuto di Dk, rendendolo ideale per le comunicazioni satellitari, le antenne GPS, i chip tester,e come sostituto diretto dei substrati di allumina.

Principali insegnamenti

Introduzione

Nella progettazione di circuiti ad alta frequenza, raggiungere una significativa miniaturizzazione del circuito mantenendo al contempo eccellenti prestazioni elettriche e termiche è una sfida critica.Rogers TMM10 (parte della famiglia TMM® (Thermoset Microwave Materials) affronta questa sfida con un'elevata costante dielettrica di 9.20 ± 0.230 combinati con basse perdite, proprietà termiche eccezionali e facilità di lavorazione dei materiali termofertili.

TMM10 è un composito polimerico termo-resistente in ceramica, idrocarburi, progettato per un'elevata affidabilità di perforatura (PTH) nelle applicazioni a strisce e microstrip.TMM10 consente una notevole miniaturizzazione del circuito riducendo le dimensioni dei componenti passivi come gli accoppiatori, filtri e risonatori fino al 70% rispetto ai materiali convenzionali a basso contenuto di Dk. Ciò lo rende un sostituto ideale per i substrati di allumina in molte applicazioni,offrendo una lavorabilità e proprietà meccaniche superiori.

A differenza dei substrati ceramici, TMM10 non richiede tecniche di produzione specializzate.che consente un'affidabile attaccatura del filo senza sollevamento del cuscinettoIl suo coefficiente di espansione termica (CTE) molto simile a quello del rame garantisce un'eccezionale affidabilità del PTH, mentre la sua conduttività termica è di 0.76 W/m·K ≈ circa il doppio di quello dei laminati tradizionali in PTFE/ceramica ≈ facilita un'efficace rimozione del calore in applicazioni ad alta intensità energetica.

Proprietà del laminato TMM10

Alta conduttività termica

Con una conduttività termica di 0,76 W/m/K, il TMM10 offre circa il doppio della conduttività termica dei tradizionali laminati PTFE/ceramici.Questo facilita l'eliminazione efficiente del calore dagli amplificatori di potenza e da altri circuiti RF ad alta potenza, prolungando la vita dei componenti e migliorando l'affidabilità.

Vantaggi termoreponibili rispetto al PTFE e alla ceramica

A differenza dei materiali a base di PTFE, la resina termo-resistente di TMM10:

Non si ammorbidisce quando viene riscaldato

Non richiede un trattamento con naftanato di sodio

Resiste alla scorrevolezza e al flusso di freddo

Offre prestazioni costanti in tutte le temperature di lavorazione

È meno fragile dei substrati in ceramica

Dimensioni standard dei pannelli e rivestimenti

Esempio di progettazione PCB unilaterale

Per dimostrare l'applicazione pratica di TMM10, è illustrato di seguito un caso completo di progettazione di PCB unilaterali.I disegni unilaterali sono comuni per le applicazioni TMM10 in cui la complessità del circuito è inferiore, ma la miniaturizzazione e le prestazioni sono critiche.

Specifiche di progettazione dei PCB

Osservazioni sulla progettazione

Questa scheda a una sola faccia (99,05 mm × 56,9 mm) presenta un numero moderato di componenti con una elevata densità di via.

Progettazione unilaterale ¢ Semplifica la fabbricazione e riduce i costi; tipico per molte applicazioni RF e microonde in cui i componenti sono posizionati su un lato

spessore dielettrico di 60 mil (1.524 mm)

Finitura superficiale OSP Organic Solderability Conservante offre un'eccellente solderabilità ed è privo di nichel; ideale per applicazioni in cui l'oro/nichel non è richiesto o potrebbe introdurre effetti indesiderati

Nessuna maschera di saldatura

Nessuna pellicola di seta Mantenere una superficie RF pulita

L'elevato Dk di TMM10 di 9,20

Conteggio elevato (27 via)

Proprietà termo-resistenti del TMM10

Conformità IPC-Classe 2 ¢ Garantisce affidabilità per applicazioni commerciali e aerospaziali

I punti salienti del processo produttivo

Nessuna lavorazione specializzata TMM10 può essere fabbricata utilizzando tutti i processi PWB comuni; non è necessario alcun trattamento con natriuro di nattana

Fabbricazione su un solo lato

Resistenza chimica

Eccellente affidabilità del PTH CTE abbinato al rame garantisce fori di rivestimento affidabili

Capacità di tono sottile ️ 4/5 mil traccia/spacing supporta progetti RF ad alta densità

Test elettrici al 100%

Applicazioni

- testatori di chip

- polarizzatori dielettrici

- sistemi di comunicazione satellitare

- antenne GPS, antenne patch ecc.

Q1: Qual è la costante dielettrica di TMM10?

R: TMM10 ha una costante dielettrica di processo di 9,20 ± 0,230 a 10 GHz (metodo a strisce).

D2: Come si confronta il TMM10 con i substrati di allumina (ceramica)?

R: TMM10 offre prestazioni elettriche simili a quelle dell'alluminio (alto Dk ~ 9 ‰ 10) ma con vantaggi significativi: è meno fragile, più facile da elaborare utilizzando tecniche PWB standard,ha una migliore corrispondenza CTE al rameTMM10 è un sostituto diretto dell'allumina in molte applicazioni.

D3: TMM10 richiede un trattamento con natriuro di nattana prima del rivestimento?

R: No. A differenza dei materiali a base di PTFE, TMM10 è un materiale termo-resistente che non richiede un trattamento con natriuro di nattana prima del rivestimento elettroless. Ciò semplifica la fabbricazione e riduce i costi.

D4: Qual è la conduttività termica del TMM10?

R: Il TMM10 ha una conduttività termica di 0,76 W/m·K nella direzione Z, che è circa il doppio di quella dei laminati tradizionali in PTFE/ceramica (in genere 0,26·0,35 W/m·K).Ciò consente un'efficiente rimozione del calore in applicazioni ad alta intensità energetica.

Q5: TMM10 è adatto per il legame del filo?

R: Sì. TMM10 è basato su una resina termo-resistente che non si ammorbidisce quando viene riscaldata, consentendo un legame affidabile del filo senza sollevamento del pad o deformazione del substrato.

D6: Quali spessori sono disponibili per il TMM10?

R: TMM10 è disponibile in spessori standard da 0,015" a 0,500" in incrementi di 0,0015". Spessori personalizzati possono essere disponibili su richiesta.

Q7: Qual è il range di temperatura di funzionamento del TMM10?

R: TMM10 ha una temperatura di decomposizione (Td) di 425°C e prestazioni elettriche stabili da -55°C a +125°C con un TCDk di -38 ppm/°K. È compatibile con processi privi di piombo.

D8: Per quali applicazioni è più adatto il TMM10?

R: TMM10 è ideale per chip tester, sistemi di comunicazione satellitare, antenne GPS/patch, polarizzatori dielettricie come sostituto per i substrati di allumina in cui sono richiesti alti Dk e miniaturizzazione del circuito.

D9: Si può elaborare TMM10 utilizzando tecniche di fabbricazione standard di PCB?

R: Sì. TMM10 può essere fabbricato utilizzando tutti i processi PWB (printed wiring board).

Q10: Quali sono le opzioni di rivestimento in rame disponibili?

R: TMM10 è disponibile con rame elettrodeposito (EDC) in 1⁄2 oz (18 μm) e 1 oz (35 μm).

Conclusioni

I laminati Rogers TMM10 offrono una combinazione convincente di alta costante dielettrica (9,20 ± 0,230), bassa perdita (0,0022 @ 10 GHz),e un'eccezionale affidabilità termorresistente, senza i requisiti di lavorazione specializzati dei materiali a base di PTFE o le difficoltà di gestione dei substrati ceramici fragili. Con CTE abbinato al rame (21/21/20 ppm/K), conduttività termica di 0,76 W/m·K e una resina termo-resistente che consente un legame affidabile del filo, TMM10 è ideale per esigenze di alta Dk,applicazioni ad alta frequenza.

I principali vantaggi sono:

Dk elevato di 9,20 ¢ Consente fino al 70% di miniaturizzazione del circuito; sostituisce i substrati di allumina

Bassa perdita (Df = 0,0022) Mantenere l'integrità del segnale nei circuiti a microonde

Resina termo-resistente ️ Nessun ammorbidimento al riscaldamento; affidabile legame del filo; nessun sollevamento del cuscinetto

CTE abbinata al rame Excellent PTH reliability; low etch shrinkage

Alta conduttività termica (0,76 W/m·K) Efficiente rimozione del calore; circa 2 volte migliore dei laminati PTFE/ceramici

Nessuna lavorazione in PTFE Non è richiesto alcun trattamento con naptanaato di sodio; tutti i processi PWB comuni

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

TCDk di -38 ppm/°K Dk stabile su tutta la temperatura per prestazioni di fase affidabili

Sia che sia utilizzato in sistemi di comunicazione satellitare, antenne GPS, chip tester, o come sostituto diretto di substrati di allumina, TMM10 fornisce una base affidabile e ad alte prestazioni percircuiti ad alta frequenza.