罗杰斯推出超低损耗PTFE粘结片XtremeSpeed RO1200系列,专用于满足极高速数字应用的电气需求

2022-04-12 Rogers
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技术正在迅速发展,多年来,PCB行业的加工和能力也得到了广泛的发展。然而,由于技术要求,以前被认为是奇特的PCB制造工艺可能很快就会被认为是普通的。当然,这一预测取决于许多问题。由于新的和不断发展的应用的性质,PCB行业可能需要在一些加工方面取得更多的进展。


那些支持77GHz汽车雷达应用的PCB制造商可能非常清楚这些高频应用的严格要求。一般来说,较高频率的应用会对若干PCB工艺及其正常变化有更多的敏感性。一个简单的例子是电路蚀刻质量,对于许多毫米波应用来说,导体宽度通常被要求保持在更严格的公差内。信号导体的梯形形状通常被指定为在一定范围内,甚至导体侧壁的粗糙度也会导致77 GHz的射频差异。镀铜厚度的变化也会产生很大的问题;对这一过程进行严格的控制对于非常高的频率应用是非常重要的。


在77GHz以上有几个使用PCB技术的新应用,需要超过当前PCB技术的处理能力。大量的研究工作正在进行中,例如,在140 GHz左右的特定应用中。导体宽度公差需要±1微米(0.04 mil),导体厚度需要非常薄(2微米),厚度变化需要±0.5微米。还有一些其他的规格也是非常困难的,或者对于目前的PCB技术来说是不可能的,例如电路特征和微通孔之间非常严格的位置公差以及层与层之间的对齐。


之前笔者在IEEE.org网站的一篇白皮书中读到的140GHz应用之一,使用了一个组合式的融合了PCB技术和半导体技术。 主板是用PCB技术制作的,该电路板的最高工作频率为35GHz。那块电路板对我们目前的PCB制造商来说,满足要求是没有问题的。然而,安装在主板上的是一个用半导体技术制造的小型玻璃电路,该电路的边缘有浇铸的通孔,用来与主板进行焊接连接。PCB上的35GHz信号将通过浇注孔过渡到玻璃电路上,并通过4倍的频率倍增器使信号达到140GHz。


之后,140GHz的信号将在玻璃电路上进行必要的处理。这是处理140GHz应用的一个非常有趣的方法,但我对大批量制造的能力以及成本问题表示怀疑。如果PCB技术可以被用来生成具有极端重要性的电路特征,我们目前提供的高频电路材料可以支持这种技术,并且比玻璃半导体技术有优势。


一种已经存在多年的PCB技术是激光定义的导体。最近的一些激光技术可以生成高精度的电路几何形状。目前这些工艺有其局限性,但随着时间的推移,如果PCB行业开发出这种大批量的技术,这可能是未来毫米波PCB电路的一种工艺。


另一种PCB制造工艺是熔接技术,它可能有利于行业的发展。熔接已经存在了很多年,但通常不是在大批量生产中进行。要使这项技术在大批量制造中保持稳定,同时又能保持它所提供的特殊电气性能,还有许多困难需要克服。


熔接使用非常可控的连接设备和工艺,基本上可以做到熔化一种热塑性材料,它作为多层电路的粘合材料。那些对不同的高频材料进行过调查的工程师们不会感到惊讶,因为有一种材料因其最佳的电气性能而脱颖而出,特别是对于非常高的频率:PTFE基材料。要对使用PTFE基粘结材料的多层板进行层压,必须使用熔融粘结工艺。


几年前,罗杰斯(ROGERS)公司向市场推出了一套基于PTFE的材料,专门用于满足极高速数字(56Gbps、112Gbps等)应用的电气需求。这种材料就是罗杰斯XtremeSpeed RO1200系列超低损耗PTFE粘结片,一些独立的研究表明,这套材料可以为非常高速的数字应用实现最佳的电气性能。


然而,为了获得这种材料组的最佳效益,使用这种材料的多层电路的层压将需要使用XtremeSpeed RO1200粘结层和熔融粘结工艺。(作为一个简短的附带说明,当使用XtremeSpeed RO1200芯材和SpeedWave 300P预浸料时,罗杰斯已经取得了非常好的高速数字结果。SpeedWave 300P 预浸料不需要熔接,它的层压工艺参数在大批量PCB 制造中更为常见)。使用XtremeSpeed RO1200 芯材和XtremeSpeed RO1200 Bondply的纯封装PCB对于目前需求量最大的高速数字应用具有最佳的电气性能。这些材料可以支持即将到来的先进的高速数字要求。



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