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PTFE टेफ्लॉन उच्च-आवृत्ति बोर्ड

आंशिक पीसीबी प्रक्रिया पैरामीटर
मूलभूत सामग्री	पीटीएफई टेफ्लॉन
परतें	2परतें
अधिकतम आयाम	590मिमी*438मिमी
पीसीबी की मोटाई	0.76 मिमी~1.65 मिमी
पीसीबी रंग
silkscreen
सामग्री का प्रकार	ZYF255DA(डीके=2.55,डीएफ=0.0018), ZYF265D(डीके=2.65,डीएफ=0.0019), ZYF300CA-सी(डीके=2.94,डीएफ=0.0016), ZYF300CA-पी(डीके=3.0,डीएफ=0.0018), [डेटा शीट]
सतह खत्म	सहमत
सोने की मोटाई	1मी'', 2मी''
बाहरी तांबे का वजन	1 औंस
कवरिंग के माध्यम से	टेंटेड, अनटेंटेड, प्लग्ड, एपॉक्सी भरा और कैप्ड, कॉपर पेस्ट भरा और कैप्ड
परीक्षा	एओआई, फ्लाइंग प्रोब टेस्ट

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उत्पाद विवरण

PTFE टेफ्लॉन उच्च-आवृत्ति बोर्ड
उच्च-आवृत्ति संचार क्षेत्र में एक प्रदर्शन बेंचमार्क सामग्री

5G संचार, उपग्रह नेविगेशन, रडार प्रणालियों और एयरोस्पेस जैसे उच्च-आवृत्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्रों में, सिग्नल ट्रांसमिशन की अखंडता, स्थिरता और कम हानि मुख्य तकनीकी आवश्यकताएँ हैं। पारंपरिक एपॉक्सी ग्लास क्लॉथ सबस्ट्रेट्स (FR-4) अपने अस्थिर परावैद्युत स्थिरांक और उच्च हानि कारक के कारण उच्च-आवृत्ति बैंड (आमतौर पर 1GHz से ऊपर) की सख्त आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल होता है। हालाँकि, PTFE टेफ्लॉन उच्च-आवृत्ति बोर्ड (पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन उच्च आवृत्ति मुद्रित सर्किट बोर्ड), अपनी उत्कृष्ट विशेषताओं जैसे कि अत्यंत कम परावैद्युत हानि, उत्कृष्ट परावैद्युत स्थिरता और विस्तृत तापमान अनुप्रयोग रेंज के साथ, उच्च आवृत्ति परिशुद्धता सर्किट के लिए पसंदीदा सब्सट्रेट बन गए हैं, जो उच्च अंत इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के प्रदर्शन में सफलता के लिए महत्वपूर्ण समर्थन प्रदान करते हैं।

1. पीटीएफई टेफ्लॉन उच्च-आवृत्ति बोर्ड की मूल अवधारणा और मुख्य विशेषताएं

PTFE (पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन) एक फ्लोरोप्लास्टिक है जिसमें उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता और विद्युत गुण होते हैं, और इसका व्यापारिक नाम "टेफ्लॉन" ड्यूपॉन्ट द्वारा गढ़ा गया था। PTFE टेफ्लॉन उच्च-आवृत्ति बोर्ड एक उच्च-आवृत्ति मुद्रित सर्किट बोर्ड सब्सट्रेट है जो PTFE रेज़िन से बना होता है और आधार सामग्री के रूप में, ग्लास फाइबर और सिरेमिक पाउडर (जैसे सिलिका और एल्युमिनियम नाइट्राइड) जैसी प्रबलिंग सामग्रियों से भरा होता है, संपीड़न मोल्डिंग, कॉपर क्लैडिंग और अन्य प्रक्रियाओं के माध्यम से। इसकी मुख्य विशेषताएँ PTFE की आणविक संरचना से ही उत्पन्न होती हैं—कार्बन-फ्लोरीन बंधों की उच्च बंध ऊर्जा इसे गुणों का एक अनूठा संयोजन प्रदान करती है:

अत्यंत कम परावैद्युत हानि (Df): यह PTFE उच्च-आवृत्ति बोर्डों का मुख्य लाभ है। उच्च-आवृत्ति बैंड (जैसे 10GHz) में, इसका हानि कारक आमतौर पर 0.001-0.0025 जितना कम हो सकता है, जो FR-4 के 0.02-0.03 से बहुत कम है। कम परावैद्युत हानि का अर्थ है सिग्नल संचरण के दौरान न्यूनतम ऊर्जा क्षीणन, जो लंबी दूरी और उच्च-गति वाले सिग्नल की अखंडता को प्रभावी ढंग से सुनिश्चित कर सकता है, विशेष रूप से रडार और उपग्रह संचार जैसे सिग्नल क्षीणन के प्रति संवेदनशील परिदृश्यों के लिए उपयुक्त।
स्थिर परावैद्युत स्थिरांक (Dk)परावैद्युत स्थिरांक किसी पदार्थ की विद्युत ऊर्जा संचयन क्षमता को मापने का एक प्रमुख पैरामीटर है, और इसकी स्थिरता सिग्नल संचरण गति और प्रतिबाधा मिलान को सीधे प्रभावित करती है। PTFE उच्च-आवृत्ति बोर्डों का परावैद्युत स्थिरांक आमतौर पर 2.0-3.0 (भरने वाली सामग्री के माध्यम से समायोज्य) के बीच होता है, और एक विस्तृत आवृत्ति रेंज (1MHz-100GHz) और एक विस्तृत तापमान रेंज (-55°C-260°C) के भीतर न्यूनतम रूप से बदलता है (परिवर्तन दर आमतौर पर
उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता: PTFE में "अम्ल प्रतिरोध, क्षार प्रतिरोध और विलायक प्रतिरोध" की विशेषताएँ होती हैं, और यह किसी भी ज्ञात रासायनिक पदार्थ के साथ शायद ही प्रतिक्रिया करता है। यह कठोर वातावरण में संक्षारक माध्यमों (जैसे तेल के दाग और रासायनिक अभिकर्मकों) का प्रतिरोध कर सकता है, जिससे यह एयरोस्पेस और समुद्री संसूचन जैसे जटिल पर्यावरणीय अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है।
विस्तृत तापमान अनुप्रयोग रेंज: PTFE का गलनांक 327°C जितना ऊँचा होता है, और अपघटन तापमान 400°C से अधिक होता है। यह -200°C पर भी अच्छा लचीलापन बनाए रख सकता है। इसलिए, PTFE उच्च-आवृत्ति बोर्ड -55°C-260°C की चरम तापमान सीमा में स्थिर रूप से कार्य कर सकते हैं, जो उच्च-तापमान वेल्डिंग (जैसे सीसा-रहित वेल्डिंग) और निम्न-तापमान वातावरण की आवश्यकताओं को पूरा करता है।
कम जल अवशोषण और उच्च इन्सुलेशन शक्ति: PTFE में पानी का अवशोषण बहुत कम है (

2. PTFE टेफ्लॉन उच्च-आवृत्ति बोर्ड के मुख्य प्रकार और प्रदर्शन पैरामीटर

विभिन्न भराव सामग्रियों के अनुसार, PTFE टेफ्लॉन उच्च आवृत्ति बोर्डों को विभिन्न परिदृश्यों के प्रदर्शन, लागत और यांत्रिक शक्ति आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विभिन्न प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

ग्लास फाइबर प्रबलित प्रकार (जैसे, PTFE/ग्लास)

ग्लास फाइबर कपड़े को प्रबलिंग सामग्री के रूप में इस्तेमाल करने से, इसकी उच्च यांत्रिक शक्ति (लगभग 150-200MPa की लचीली शक्ति) और अपेक्षाकृत कम लागत होती है, जिससे यह PTFE उच्च-आवृत्ति बोर्ड का सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकार बन जाता है। इसका परावैद्युत स्थिरांक आमतौर पर 2.5-2.8 के बीच होता है, और हानि कारक 0.0015-0.0025 होता है, जो मध्यम और उच्च-स्तरीय उच्च-आवृत्ति परिदृश्यों जैसे 5G बेस स्टेशनों और वायरलेस संचार उपकरणों के लिए उपयुक्त है।

सिरेमिक भरा प्रकार (जैसे, PTFE/सिरेमिक)

सिलिका (SiO₂), एल्युमिनियम नाइट्राइड (AlN), और बोरॉन नाइट्राइड (BN) जैसे सिरेमिक पाउडर से भरे होने पर, परावैद्युत स्थिरांक को सटीक रूप से समायोजित किया जा सकता है (2.0-10.0)। इनमें से, एल्युमिनियम नाइट्राइड से भरे PTFE बोर्डों में उत्कृष्ट तापीय चालकता (3-10W/(m·K) तक की तापीय चालकता) भी होती है, जो उच्च-शक्ति वाले माइक्रोवेव उपकरणों, रडार मॉड्यूल और अन्य परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है, जिनमें उच्च-आवृत्ति और ऊष्मा अपव्यय दोनों की आवश्यकता होती है।

बिना भरा शुद्ध PTFE प्रकार

इसमें कोई प्रबलन सामग्री नहीं होती, इसका परावैद्युत स्थिरांक सबसे कम (लगभग 2.0-2.1) और हानि कारक सबसे कम (

निम्नलिखित तालिका सामान्य PTFE टेफ्लॉन उच्च आवृत्ति बोर्डों के प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों की तुलना दर्शाती है:

प्रकार	परावैद्युत स्थिरांक (10GHz)	हानि कारक (10GHz)	तापीय चालकता (W/(m·K))	फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ (एमपीए)	अनुप्रयोग परिदृश्य
PTFE/कांच	2.5-2.8	0.0015-0.0025	0.3-0.5	150-200	5G बेस स्टेशन, वायरलेस APs
PTFE/SiO₂	2.8-3.5	0.0018-0.003	0.4-0.6	180-220	रडार रिसीवर, नेविगेशन उपकरण
पीटीएफई/एएलएन	3.0-4.0	0.002-0.0035	3-10	160-190	उच्च-शक्ति माइक्रोवेव उपकरण, चिकित्सा आरएफ उपकरण
शुद्ध PTFE	2.0-2.1		0.2-0.3	20-30	एयरोस्पेस सैटेलाइट अल्ट्रा-हाई फ्रीक्वेंसी एंटेना

3. PTFE टेफ्लॉन उच्च-आवृत्ति बोर्ड की विनिर्माण प्रक्रिया विशेषताएँ

पीटीएफई की निम्न सतह ऊर्जा और उच्च गलनांक विशेषताएं इसकी विनिर्माण प्रक्रिया को पारंपरिक एफआर-4 की तुलना में अधिक जटिल बनाती हैं, जिसके लिए उच्च उपकरण और प्रौद्योगिकी की आवश्यकता होती है:

सब्सट्रेट मोल्डिंग प्रक्रिया

"मोल्ड प्रेसिंग सिंटरिंग विधि" अपनाना: PTFE रेज़िन पाउडर को भराव सामग्री के साथ मिलाने के बाद, इसे उच्च दाब (आमतौर पर 30-50MPa) पर एक साँचे में दबाकर एक रिक्त स्थान बनाया जाता है, फिर उच्च तापमान (360-380°C) पर सिंटर करके PTFE कणों को पिघलाया जाता है और जोड़ा जाता है, और अंत में ठंडा करके आकार दिया जाता है। इस प्रक्रिया से सब्सट्रेट के घनत्व और परावैद्युत प्रदर्शन की एकरूपता को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।

कॉपर क्लैडिंग प्रक्रिया

PTFE की उच्च सतह निष्क्रियता के कारण, प्रत्यक्ष तांबा आवरण में खराब आसंजन होता है, इसलिए विशेष उपचार प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है:

रासायनिक नक़्क़ाशी विधि: ध्रुवीय समूह उत्पन्न करने और तांबे की पन्नी के साथ संबंध बल को बढ़ाने के लिए पीटीएफई सतह को सोडियम नेफ़थलीन समाधान जैसे रासायनिक अभिकर्मकों के साथ उत्कीर्ण किया जाता है।
प्लाज्मा उपचार विधिसक्रिय कार्यात्मक समूहों को शामिल करने और सतह ऊर्जा और आसंजन में सुधार करने के लिए PTFE सतह पर प्लाज्मा का उपयोग करना।
चिपकने वाला लेमिनेशन विधितांबे की पन्नी और PTFE सब्सट्रेट को जोड़ने के लिए विशेष उच्च तापमान प्रतिरोधी चिपकने वाले पदार्थों (जैसे पॉलीमाइड चिपकने वाले) का उपयोग करना, जो अत्यधिक उच्च विश्वसनीयता आवश्यकताओं वाले परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है।

सर्किट प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी

उच्च-आवृत्ति परिपथों में लाइन परिशुद्धता की सख्त आवश्यकताएँ होती हैं, इसलिए यह सुनिश्चित करने के लिए कि लाइन की चौड़ाई और रिक्ति त्रुटि ±0.01 मिमी के भीतर नियंत्रित की जाती है, उच्च-परिशुद्धता फोटोलिथोग्राफी और नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। साथ ही, सिग्नल परावर्तन को कम करने के लिए, सतह के नुकसान को कम करने के लिए लाइनों पर प्रतिबाधा मिलान डिज़ाइन और सतह उपचार (जैसे सोना चढ़ाना और चांदी चढ़ाना) करना भी आवश्यक है।

4. PTFE टेफ्लॉन उच्च-आवृत्ति बोर्ड के विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

अपने उत्कृष्ट उच्च-आवृत्ति प्रदर्शन के साथ, PTFE टेफ्लॉन उच्च-आवृत्ति बोर्डों का व्यापक रूप से उच्च-अंत क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, जहां सख्त सिग्नल गुणवत्ता और पर्यावरण अनुकूलनशीलता की आवश्यकता होती है:

5G/6G संचार क्षेत्र

5G मिलीमीटर-वेव बेस स्टेशनों और मिलीमीटर-वेव टर्मिनल उपकरणों में, PTFE उच्च-आवृत्ति बोर्डों का उपयोग एंटीना एरे और रेडियो फ़्रीक्वेंसी फ्रंट-एंड मॉड्यूल बनाने के लिए किया जाता है। उनकी कम-हानि विशेषताएँ संचरण के दौरान सिग्नल क्षीणन को कम कर सकती हैं और संचार दूरी और गति में सुधार कर सकती हैं; 6G पूर्व-अनुसंधान में, PTFE उच्च-आवृत्ति बोर्ड टेराहर्ट्ज़ बैंड आवश्यकताओं के लिए मुख्य सबस्ट्रेट्स में से एक हैं।

एयरोस्पेस और राष्ट्रीय रक्षा क्षेत्र

इसका उपयोग उपग्रह संचार एंटेना, रडार प्रणालियों (जैसे चरणबद्ध ऐरे रडार), मिसाइल मार्गदर्शन प्रणालियों आदि में किया जाता है। अत्यधिक तापमान, निर्वात और विकिरण जैसे कठोर वातावरण में, PTFE उच्च-आवृत्ति बोर्ड स्थिर विद्युत और यांत्रिक गुणों को बनाए रख सकते हैं जिससे उपकरणों का विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित होता है। उदाहरण के लिए, सैन्य रडारों के लगभग सभी उच्च-आवृत्ति ट्रांसीवर मॉड्यूल PTFE टेफ्लॉन उच्च-आवृत्ति बोर्डों का उपयोग करते हैं।

चिकित्सा इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्र

रेडियोफ्रीक्वेंसी एब्लेशन उपकरणों, न्यूक्लियर मैग्नेटिक रेजोनेंस (एमआरआई) उपकरणों और अल्ट्रासोनिक डायग्नोस्टिक उपकरणों जैसे चिकित्सा उपकरणों में, उच्च-आवृत्ति सिग्नल ट्रांसमिशन सर्किट बनाने के लिए PTFE उच्च-आवृत्ति बोर्डों का उपयोग किया जाता है। उनकी कम हानि और जैव-संगतता (कुछ चिकित्सा-ग्रेड PTFE सामग्री) उन्हें एक आदर्श विकल्प बनाती है।

परीक्षण और मापन क्षेत्र

इसका उपयोग उच्च आवृत्ति परीक्षण जांच, अंशांकन भागों, वेक्टर नेटवर्क विश्लेषकों के परीक्षण सर्किट आदि के निर्माण के लिए किया जाता है। इन उपकरणों को अत्यधिक उच्च माप सटीकता की आवश्यकता होती है, और PTFE उच्च आवृत्ति बोर्डों के स्थिर ढांकता हुआ गुण परीक्षण परिणामों की सटीकता सुनिश्चित कर सकते हैं।

औद्योगिक और ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्र

औद्योगिक माइक्रोवेव उपकरण (जैसे माइक्रोवेव ड्रायर) और ऑटोमोटिव रडार (जैसे मिलीमीटर-तरंग टकराव परिहार रडार) में, PTFE उच्च-आवृत्ति बोर्डों का उपयोग उच्च-आवृत्ति शक्ति एम्पलीफायर सर्किट और एंटेना के निर्माण के लिए किया जाता है, जो उच्च-शक्ति और उच्च-तापमान वातावरण की आवश्यकताओं को पूरा करता है।

5. पीटीएफई टेफ्लॉन उच्च-आवृत्ति बोर्ड के विकास के रुझान

उच्च आवृत्ति इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, PTFE टेफ्लॉन उच्च आवृत्ति बोर्ड निम्नलिखित दिशाओं में विकसित हो रहे हैं:

उच्च प्रदर्शन: नई भरने वाली सामग्रियों (जैसे नैनो-सिरेमिक कण) और संशोधन प्रौद्योगिकियों के माध्यम से, हानि कारक (लक्ष्य
कम लागतविनिर्माण लागत को कम करने और उच्च-अंत क्षेत्रों से लेकर मध्य-से-उच्च-अंत उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (जैसे उच्च-अंत स्मार्टफोन मिलीमीटर-वेव एंटेना) तक PTFE उच्च-आवृत्ति बोर्डों के लोकप्रियकरण को बढ़ावा देने के लिए नई मोल्डिंग प्रक्रियाओं (जैसे निरंतर एक्सट्रूज़न मोल्डिंग) और कम लागत वाली भरने वाली सामग्रियों का विकास करना।
बहुक्रियाशील एकीकरण: पीटीएफई उच्च आवृत्ति बोर्डों में गर्मी चालन, विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण और गर्मी अपव्यय जैसे कार्यों को एकीकृत करें, और उपकरण संरचना डिजाइन को सरल बनाने के लिए "उच्च आवृत्ति + गर्मी अपव्यय + परिरक्षण" एकीकृत सब्सट्रेट विकसित करें।
पर्यावरण संरक्षण और हल्के वजनपर्यावरणीय प्रभाव को कम करने के लिए फ्लोरीन-मुक्त या कम फ्लोरीन वाले वैकल्पिक पदार्थों (जैसे संशोधित पॉलीओलेफिन्स) का विकास करना; साथ ही, पतलेपन (सब्सट्रेट की मोटाई 0.02 मिमी जितनी पतली हो सकती है) और हल्के वजन के डिजाइन के माध्यम से, एयरोस्पेस उपकरणों की वजन कम करने की आवश्यकताओं के अनुकूल बनाना।

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