Характеристики ламинатов, влияющие на выбор материала для производства печатных плат
СВЧ печатные платы широко применяются в производстве линейных усилителей мощности и антенн для систем сотовой и персональной связи, малошумящих усилителей спутниковых систем связи, фазированных антенных решеток, оборудования радиолокационных станций и других высокоэффективных компонентов радиосвязи. Они нашли свое применение в высокоскоростных цифровых приложениях, где целостность и безошибочность сигнала является приоритетом.
Именно поэтому очень важно подобрать подходящий по параметрам материал.
Для изготовления СВЧ печатных плат применяется ламинат, покрытый медной фольгой с одной или с двух сторон. Вместо термина "ламинат" используются слова: "фольгированный диэлектрик", "электроизоляционный фольгированный материал, "стеклотекстолит фольгированный", "базовый материал" и др.
В состав базового материала входят полимерное связующее и армирующие наполнители (стекло, бумага, ткани из полиэфирных волокон, стекловолокно, керамика). В зависимости от состава полимера (отношения армирующего к связующему), типа армирования, толщины материала, толщины самой фольги меняются свойства материала, его стоимость и область применения.
При выборе материалы конструкторы руководствуются основными техническими характеристиками:
Один из основных параметров любого ламината – относительная диэлектрическая проницаемость (εr или Dk), характеризующая изоляционные свойства диэлектрика. Скорость распространения сигнала в диэлектрике (и, соответственно, длина волны) обратно пропорциональна Dk. Поэтому материалы с высокой Dk позволяют уменьшить размеры печатной платы, используемой в диапазоне высоких частот. Это особенно важно для печатных плат, эксплуатируемых на частотах более 30 ГГц. С другой стороны, материалы с более низкой Dk обеспечивают лучшую изоляцию и меньший уровень вносимых потерь. Диапазон значений относительной диэлектрической проницаемости ВЧ/СВЧ-ламинатов разных производителей варьируется от 1,96 до 22,0. При выборе ламината стоит обращать внимание на значение допуска на Dk, поскольку от него зависит изменение величины импеданса разрабатываемого устройства.
Тангенс угла диэлектрических потерь (tgδ или Df) характеризует рассеиваемую мощность устройства, определяемую потерями в диэлектрике. Низкие значения Df обеспечивают уменьшение вносимых потерь в пассивных схемах и оптимизацию усиления в активных, уменьшение нагрева диэлектрика в мощных схемах, большую добротность в резонансных устройствах.
Температура стеклования (Tg) – температура, при которой термореактивный материал переходит из "стекловидного" состояния (ниже Tg) в эластичное. Превышение температуры стеклования в процессе производства печатных плат или при их использовании приводит к значительному увеличению Z-КТР и, как следствие, к ухудшению адгезионных свойств, появлению пятен и снижению надежности сквозных металлизированных отверстий.
Температура разложения, или деструкции (Td) – температура, при которой потеря веса составляет 5%. Это свойство говорит о способности материала выдерживать высокие температуры с большим запасом прочности, а повышенное значение Тd – о пригодности к бессвинцовой пайке. Величина Тd колеблется от 350˚С у эпоксидных ламинатов и до 500˚С – у ламинатов на основе PTFE. Эти параметры стали частью минимальных требований стандарта IPC, определяющих пригодность ламината к бессвинцовой пайке.
