TMM10 vs. Alumina: ¿Por qué elegir este termostato Dk 9.2 para circuitos de microondas miniaturizados?

¿Qué es el Rogers TMM10?

Rogers TMM10 es un laminado de microondas termoestable de alta constante dieléctrica (Dk 9.20) diseñado para miniaturización de circuitos y aplicaciones de alta confiabilidad.Combina el rendimiento eléctrico de los sustratos cerámicos con la capacidad de procesamiento de los materiales termofijos sin necesidad de técnicas especializadas de procesamiento de PTFE. TMM10 permite una reducción del tamaño de los componentes pasivos de hasta un 70% en comparación con los materiales con bajo contenido de Dk, lo que lo hace ideal para comunicaciones por satélite, antenas GPS, probadores de chips,y como sustituto directo de los sustratos de alumina.

Las cosas que hay que aprender

Introducción

En el diseño de circuitos de alta frecuencia, lograr una miniaturización significativa del circuito manteniendo un excelente rendimiento eléctrico y térmico es un desafío crítico.Rogers TMM10 es parte de la familia TMM® (Materiales de Microondas Termoset) aborda este reto con una constante dieléctrica alta de 9.20 ± 0,230 combinado con bajas pérdidas, propiedades térmicas excepcionales y la facilidad de procesamiento de materiales termofijos.

TMM10 es un compuesto de polímero termodinámico cerámico, de hidrocarburos diseñado para una alta fiabilidad de PTH en aplicaciones de stripline y microstrip.TMM10 permite una miniaturización sustancial del circuito reduciendo el tamaño de los componentes pasivos como los acopladores, filtros y resonadores hasta en un 70% en comparación con los materiales convencionales con bajo contenido de Dk. Esto lo convierte en un reemplazo ideal de los sustratos de alumina en muchas aplicaciones,ofreciendo una procesable superior y propiedades mecánicas.

A diferencia de los sustratos cerámicos, TMM10 no requiere técnicas de producción especializadas.que permite una unión fiable del alambre sin levantar almohadillasSu coeficiente de expansión térmica (CTE) muy parecido al cobre garantiza una fiabilidad PTH excepcional, mientras que su conductividad térmica de 0.76 W/m·K ≈ aproximadamente el doble que los laminados tradicionales de PTFE/cerámica ≈ facilita una eliminación eficaz del calor en aplicaciones de gran consumo energético.

Propiedades del laminado TMM10

Alta conductividad térmica

Con una conductividad térmica de 0,76 W/m/K, TMM10 ofrece aproximadamente el doble de la conductividad térmica de los laminados tradicionales de PTFE/cerámica.Esto facilita la eliminación eficiente de calor de los amplificadores de potencia y otros circuitos RF de alta potencia, prorrogando la vida útil de los componentes y mejorando la fiabilidad.

Ventajas de la termorresistencia sobre el PTFE y la cerámica

A diferencia de los materiales basados en PTFE, la resina termoestable de TMM10:

No se ablanda cuando se calienta Permite la unión de alambre sin levantar almohadilla

No requiere tratamiento con natrionaftano

Resiste el flujo de flujo y el flujo de frío. Mantenido la estabilidad dimensional bajo tensión mecánica.

Ofrece un rendimiento constante a través de las temperaturas de procesamiento

Es menos frágil que los sustratos de cerámica

Tamaños y revestimientos de paneles estándar

Ejemplo de diseño de PCB de un solo lado

Para demostrar la aplicación práctica de TMM10, se muestra a continuación un caso de diseño completo de PCB de un solo lado.Los diseños unilaterales son comunes para aplicaciones TMM10 donde la complejidad del circuito es menor, pero la miniaturización y el rendimiento son críticos.

Especificaciones de diseño de PCB

Observaciones del diseño

Este tablero de una sola cara (99,05 mm × 56,9 mm) presenta un número moderado de componentes con una alta densidad de vía.

Diseño unilateral Simplifica la fabricación y reduce el costo; típico para muchas aplicaciones de RF y microondas donde los componentes se colocan en un lado

espesor dieléctrico de 60 mil (1.524 mm) Provide una resistencia mecánica robusta e impedancia controlada para circuitos de microondas

Finalización de la superficie OSP ️ Soldabilidad orgánica El conservante ofrece una excelente soldabilidad y está libre de níquel; ideal para aplicaciones donde no se requiere oro / níquel o podría introducir efectos no deseados

No hay máscara de soldadura

No hay silkscreen ️ mantiene una superficie de RF limpia

El alto Dk de TMM10 de 9.20 Permite una miniaturización sustancial del circuito; diseños compactos de filtro y acoplador

Alto número de vías (27 vías) Refleja los amplios requisitos de conexión a tierra/escondimiento para los diseños de alta frecuencia de alta frecuencia

Las propiedades termofijas del TMM10

Cumplimiento de la clase IPC-2 Garantiza la fiabilidad para aplicaciones comerciales y aeroespaciales

Lo más destacado del proceso de fabricación

No se puede fabricar TMM10 con todos los procesos comunes de PWB; no se requiere tratamiento con naptanato de sodio

Fabricación de una sola cara ­ Procesamiento simplificado; coste reducido en comparación con los diseños de dos caras

Resistencia a los productos químicos Resistencia a los etantes y disolventes utilizados en la producción de PCB

Excelente fiabilidad de la PTH CTE combinada con el cobre garantiza agujeros de revestimiento fiables

Capacidad de tono fino 4/5 mil traza/espaciado soporta diseños de RF de alta densidad

Pruebas eléctricas al 100% Garantiza la integridad funcional de cada tabla

Aplicaciones

- Pruebas de chips

- polarizadores dieléctricos

- sistemas de comunicación por satélite

-Antenas GPS, y antenas de parche, etc.

P1: ¿Cuál es la constante dieléctrica de TMM10?

R: TMM10 tiene una constante dieléctrica de proceso de 9,20 ± 0,230 a 10 GHz (método de línea de rayos).

P2: ¿Cómo se compara el TMM10 con los sustratos de alumina (cerámica)?

R: TMM10 ofrece un rendimiento eléctrico similar al de la alumina (alto Dk ~ 9 ‰ 10), pero con ventajas significativas: es menos frágil, más fácil de procesar utilizando técnicas estándar de PWB,tiene una mejor coincidencia con el cobreTMM10 es un reemplazo directo de la alumina en muchas aplicaciones.

P3: ¿El TMM10 requiere un tratamiento con naptanato de sodio antes de su recubrimiento?

A: No. A diferencia de los materiales basados en PTFE, TMM10 es un material termoestable que no requiere tratamiento con naptanato de sodio antes del revestimiento sin electro. Esto simplifica la fabricación y reduce el costo.

P4: ¿Cuál es la conductividad térmica de TMM10?

R: TMM10 tiene una conductividad térmica de 0,76 W/m·K en la dirección Z, que es aproximadamente el doble que la de los laminados tradicionales de PTFE/cerámica (normalmente 0,26 ∼0,35 W/m·K).Esto permite una eliminación eficiente del calor en aplicaciones que requieren mucha energía.

P5: ¿Es el TMM10 adecuado para la unión de alambres?

R: Sí. TMM10 se basa en una resina termoestable que no se ablanda cuando se calienta, lo que permite una unión fiable del alambre sin levantar almohadillas o deformar el sustrato.

P6: ¿Qué espesores hay disponibles para el TMM10?

R: TMM10 está disponible en espesores estándar de 0,015" a 0,500" en incrementos de 0,0015".

P7: ¿Cuál es el rango de temperatura de funcionamiento del TMM10?

R: TMM10 tiene una temperatura de descomposición (Td) de 425°C y un rendimiento eléctrico estable de -55°C a +125°C con un TCDk de -38 ppm/°K. Es compatible con procesos libres de plomo.

P8: ¿Para qué aplicaciones es el TMM10 más adecuado?

R: TMM10 es ideal para probadores de chips, sistemas de comunicación por satélite, antenas GPS / parche, polarizadores dieléctricos,y como sustituto de sustratos de alumina donde se requiere una alta Dk y miniaturización de circuitos.

P9: ¿Se puede procesar TMM10 utilizando técnicas estándar de fabricación de PCB?

R: Sí. TMM10 se puede fabricar utilizando todos los procesos comunes de PWB (placa de cableado impresa). No se requieren técnicas de producción especializadas.

P10: ¿Qué opciones de revestimiento de cobre están disponibles?

R: TMM10 está disponible con cobre electrodepositado (EDC) en 1⁄2 oz (18 μm) y 1 oz (35 μm).

Conclusión

Los laminados Rogers TMM10 ofrecen una combinación convincente de alta constante dieléctrica (9,20 ± 0,230), baja pérdida (0,0022 @ 10 GHz),y confiabilidad termoestable excepcional, sin los requisitos de procesamiento especializados de los materiales a base de PTFE o los desafíos de manejo de sustratos cerámicos frágilesCon CTE combinado con cobre (21/21/20 ppm/K), conductividad térmica de 0,76 W/m·K y una resina termoestable que permite una unión fiable de alambres, TMM10 es ideal para demandas de alta densidad de Dk,aplicaciones de alta frecuencia.

Las principales ventajas incluyen:

Alta Dk de 9,20 Permite miniaturización de circuitos de hasta el 70%; reemplaza los sustratos de alúmina

Baja pérdida (Df = 0,0022)

Resina termosética No se ablanda cuando se calienta; adhesión fiable del alambre; no hay levantamiento de almohadillas

CTE combinado con el cobre: excelente fiabilidad de la PTH; reducido encogimiento de los grabados

Alta conductividad térmica (0,76 W/m·K)  Eficaz eliminación de calor; aproximadamente 2 veces mejor que los laminados de PTFE/cerámica

No se requiere tratamiento con naptanato de sodio; todos los procesos comunes de PWB

Amplio rango de espesor

TCDk de -38 ppm/°K ️ Dk estable a través de la temperatura para un rendimiento de fase fiable

Ya sea utilizado en sistemas de comunicación por satélite, antenas GPS, probadores de chips, o como un reemplazo directo de sustratos de alumina, TMM10 proporciona una base confiable y de alto rendimiento paradiseños de circuitos de alta frecuencia.