Рожерсийн өндөр давтамжийн самбар
Өндөр хурдтай, өндөр найдвартай RF/богино долгионы системийн гол идэвхжүүлэгч

Нэг, Рожерсийн өндөр давтамжийн самбар гэж юу вэ? Гол тодорхойлолт ба техникийн чиглэл

Техникийн гол чиглэл

• RF/богино долгионы холбоо5G суурь станцууд, хиймэл дагуулын холбоо, Wi-Fi 7-г дэмжиж, оруулгын алдагдал багатай, диэлектрик тогтмол тогтвортой байдалд анхаарлаа хандуулдаг;
• Агаарын орон зай/батлан ​​​​хамгаалахРадарын систем, авионик болон пуужингийн удирдамжид ашигладаг бөгөөд хэт өндөр температурт тэсвэртэй (-55℃~200℃) болон цацрагийн эсрэг гүйцэтгэл шаарддаг;
• Автомашины электроник: ADAS (Дэвшилтэт Жолоочийн Тусламжийн Систем) радар (77/79 GHz) болон тээврийн хэрэгсэлд суурилуулсан 5G модулиудад ашиглагдах бөгөөд дулаан дамжуулалт болон механик бат бөх чанарыг онцолдог;
• Туршилт ба хэмжилтӨндөр давтамжийн туршилтын датчик болон дохио үүсгүүрийн суурь болгон ашиглах бөгөөд хэт өндөр диэлектрик нарийвчлал шаарддаг (диэлектрик тогтмол хүлцэл ≤±0.02).

Гол гүйцэтгэлийн давуу талууд: Яагаад Рожерсийн өндөр давтамжийн самбарыг сонгох ёстой вэ?

1. Хэт бага диэлектрик алдагдал (tanδ): Дохионы сулралыг багасгах

• Рожерсийн материалын гүйцэтгэлЕрдийн бүтээгдэхүүнүүд (RO4350B, RT/duroid 5880 гэх мэт) нь танδ-тай байдаг0.0015~0.00410 GHz давтамжтай үед FR-4-өөс хамаагүй бага (1 GHz давтамжтай үед tanδ≈0.02). Жишээлбэл, 5G суурь станцын 3.5 GHz дохионы дамжуулалтад (100мм замын урт) Rogers RO4350B самбарын дохионы алдагдал ердөө 0.3 дБ байдаг бол FR-4 самбарын алдагдал 1.5 дБ-ээс давсан - энэ ялгаа нь дохио хүлээн авах хэсэгт хангалттай хүчээр хүрч чадах эсэхийг шууд тодорхойлдог.
• Аппликейшний утгаАлсын зайн өндөр давтамжийн дамжуулах хувилбаруудад (жишээлбэл, хиймэл дагуулын холбооны холболт) хэт бага алдагдал нь дохио нь өндөр дохио-шуугианы харьцааг (SNR) хадгалж, сулралаас үүдэлтэй өгөгдлийн алдаанаас зайлсхийдэг.

2. Тогтвортой диэлектрик тогтмол (Dk): Фазын гажуудлыг бууруулах

• Рожерсийн материалын давуу талууд:
  • Нарийн хүлцэлРожерсийн ихэнх материалууд нь Dk хүлцэлтэй байдаг±0.02~±0.04(жишээ нь, RT/duroid 6002 нь 10 GHz давтамжтай үед Dk=2.94±0.04 байна), харин FR-4-ийн Dk хүлцэл нь ±0.2~±0.3 байна - энэ нарийвчлал нь хатуу импеданс тохируулга (50Ω/75Ω) шаарддаг өндөр давтамжийн хэлхээнд (жишээлбэл, микро зурвас антенн) чухал юм;
  • Давтамжийн тогтвортой байдал: Dk нь давтамжтайгаар хамгийн бага өөрчлөгддөг. Жишээлбэл, Rogers RO4835-ийн Dk нь давтамж 1 GHz-ээс 20 GHz хүртэл нэмэгдэхэд ердөө 0.03-аар өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь олон зурвасын холбооны системд (жишээлбэл, 5G NR-ийн 3.5 GHz/28 GHz хос зурвас) тогтвортой дохионы фазыг хангадаг;
  • Температурын тогтвортой байдалDk нь бага температурын коэффициенттэй (TCDk) байдаг. -55℃~150℃ хооронд Рожерсийн материалын Dk өөрчлөлтийн хурд ≤±5% байдаг бол FR-4-ийн Dk нь ±15% -иар өөрчлөгдөж болно - энэхүү тогтвортой байдал нь автомашины радар болон сансрын тоног төхөөрөмжийн хэт температурын орчинд найдвартай ажиллагааг хангадаг.

3. Дулаан ба механик маш сайн гүйцэтгэл: Хатуу орчинд дасан зохицох

• Дулаан дамжуулалтРожерсийн өндөр дулаан дамжуулалттай материалууд (RO4830G2 гэх мэт) нь 0.6 Вт/(м·К) дулаан дамжуулалттай бөгөөд энэ нь FR-4 (≈0.25 Вт/(м·К))-ээс 2~3 дахин их бөгөөд өндөр хүчин чадалтай эд ангиудын (цахилгаан өсгөгч, PA гэх мэт) дулааныг үр ашигтайгаар тарааж, хэт халалтаас болж гүйцэтгэл муудахаас сэргийлдэг;
• Механик бат бөх чанарСубстрат нь өндөр нугалах бат бэх (≥200 МПа) болон хуулалтын бат бэх (зэс тугалган наалдацын хувьд ≥1.8 Н/мм) бөгөөд чичиргээ (автомашин: 10~2000 Гц, 10 Г хурдатгал) эсвэл дулааны мөчлөг (-55℃~125℃ 1000 мөчлөг)-ийн нөлөөгөөр хавтанг хагарах эсвэл хальслахгүй байхыг баталгаажуулдаг;
• Чийгийн эсэргүүцэлРожерсийн материалууд (RO4360 гэх мэт) нь ус шингээлтийн түвшин ≤0.1% (буцалсан усанд дүрсэнээс хойш 24 цагийн дараа) бөгөөд FR-4 (≤0.8%)-аас хамаагүй бага тул чийглэг орчинд (далайн радар гэх мэт) чийг шингээлтээс үүдэлтэй диэлектрик гүйцэтгэлийн доройтлоос зайлсхийдэг.

4. Дэвшилтэт процессуудтай нийцтэй байдал: Өндөр нягтралтай дизайныг дэмжих

• Нарийн шугамын чиглүүлэлтЛазер өрөмдлөг (хамгийн бага нүхний диаметр 0.1 мм) болон нимгэн зэс тугалган цаас (12μм)-тэй нийцтэй, шугамын өргөн/зайг 30μм/30μм болгох боломжтой - өндөр давтамжийн бичил зурвас шугам болон хавтгай долгион хөтлүүрийн (CPW) зохион байгуулалтын шаардлагыг хангасан;
• Олон давхаргат ламинатжуулалт: 2~20 давхаргат давхаргыг дэмждэг бөгөөд давхарга хоорондын уялдаа холбоо (хүлцэл ≤±25μm) болон диэлектрик зузааны жигд байдлыг (хүлцэл ≤±5%) хатуу хянадаг тул давхаргууд дээрх тогтвортой импедансыг хангадаг;
• Идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй интеграцчилалСубстратын тогтвортой диэлектрик шинж чанар нь идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (индуктор, конденсатор гэх мэт) самбар дээр шууд нэгтгэх боломжийг олгодог (жишээлбэл, субстратыг конденсаторын диэлектрик болгон ашиглах) бөгөөд өндөр давтамжийн модулиудын хэмжээг 30%~50% -иар бууруулдаг.

三、Рожерсийн өндөр давтамжийн хавтангийн үндсэн бүтээгдэхүүний цуврал: Хувилбаруудыг материалтай уялдуулах

1. RO4000 цуврал: Арилжааны RF хэрэглээнд зориулсан "Үнэ өртөг багатай тэргүүлэгч"

2. RT/duroid цуврал: Богино долгионы/Агаарын сансрын "Өндөр гүйцэтгэлийн шалгуур үзүүлэлт"

3. ULTRALAM цуврал: Эрчим хүч их шаарддаг хэрэглээнд зориулсан "Өндөр дулааны шийдэл"

• Гол гүйцэтгэл: Dk=3.0±0.04@10GHz, tanδ=0.0025@10GHz, дулаан дамжуулалт=1.0 Вт/(м·К) (RO4000 цувралаас 2 дахин өндөр);
• Ердийн хэрэглээ5G-ийн асар том MIMO суурь станцын цахилгаан өсгөгч, үйлдвэрлэлийн богино долгионы халаагуур, өндөр хүчин чадалтай лазер драйвер модулиуд;
• Давуу талӨндөр давтамжийн гүйцэтгэлийг хадгалахын зэрэгцээ цахилгаан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн "дулаан хуримтлуулах" асуудлыг шийдэж, төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг 50% ~ 100% хүртэл уртасгадаг.

4. RO3000 цуврал: Жижигрүүлсэн модулиудын "Нимгэн суурьтай мэргэжилтэн"

• Гол гүйцэтгэлRO3010 нь Dk=10.2±0.05@10GHz (антенныг жижигрүүлэхэд өндөр Dk), tanδ=0.003@10GHz; RO3035 нь Dk=3.5±0.05@10GHz, tanδ=0.0018@10GHz;
• Ердийн хэрэглээЗүүж болдог эрүүл мэндийн хяналтын төхөөрөмж (24 GHz амин чухал шинж тэмдгийн радар), IoT 5G микро модулиуд;
• Давуу талНимгэн суурь нь модулийн зузааныг (0.1 мм хүртэл) багасгадаг бөгөөд өндөр Dk нь антенныг жижигрүүлэх боломжийг олгодог (бага Dk материалтай харьцуулахад антенны хэмжээг 30%-иар бууруулдаг).

Рожерсийн өндөр давтамжийн хавтангийн гол дизайн ба үйлдвэрлэлийн анхаарах зүйлс

1. Дизайныг анхаарах зүйлс: Өндөр давтамжийн гүйцэтгэлийг оновчтой болгох

(1) Дамжуулах шугамын зураг төсөл: Импедансын тохируулгыг хангах

• Импедансын тооцооШугамын өргөн, суурь зузаан, зэс тугалган цаасны зузааныг тодорхойлохын тулд Рожерсийн албан ёсны импеданс тооцоолох хэрэгслийг (жишээ нь Рожерсийн импеданс тооцоолуур) ашиглана уу. Жишээлбэл, RO4350B дээрх 50Ω бичил туузны шугамын хувьд (зузаан нь 0.762 мм, зэс тугалган цаас 35μм) шугамын өргөн нь 1.5 мм байх ёстой - ±0.1 мм-ийн хазайлт нь импедансын ±3Ω хэлбэлзлийг үүсгэж, дохионы ойлтод хүргэнэ;
• Дамжуулах шугамын төрөлНэг талт/хоёр талт хавтангийн хувьд бичил туузны шугам (энгийн боловсруулалт) эсвэл олон давхаргат хавтангийн хувьд туузны шугам (илүү сайн хамгаалалттай, хөндлөнгийн оролцоог бууруулдаг) сонгоно уу. Хэт өндөр давтамжийн (≥20 GHz) хувьд цацрагийн алдагдлыг багасгахын тулд хам хавтгай долгион хөтлүүр (CPW) ашиглана уу;
• Тасралтаас зайлсхийхТэгш өнцөгт нугаралтыг багасгах (45° нугаралт эсвэл нум ашиглах) болон шугамын өргөний гэнэтийн өөрчлөлтүүд - эдгээр нь импедансын мутаци үүсгэж, ойлтыг нэмэгдүүлэх болно. Жишээлбэл, 28 GHz микро зурвасын шугамд тэгш өнцөгт нугаралт нь оруулгын алдагдлыг 0.2 дБ-ээр нэмэгдүүлэх боломжтой.

(2) Дулааны дизайн: Дулаан хуримтлагдахаас урьдчилан сэргийлэх

• Зэс тугалган цаасны сонголтЭлектролитийн зэс тугалган цаасны оронд өндөр дамжуулалттай цувисан зэс тугалган цаас (дамжуулах чадвар ≥98% IACS) ашиглана уу—дулаан тархалтыг сайжруулж, өндөр давтамжтай үед арьсны эффектийн алдагдлыг бууруулдаг;
• Дулааны дамжуулалтуудЦахилгаан эд ангиуд (PA чип гэх мэт)-ийн хувьд дулаан дамжуулалтыг сайжруулахын тулд эд ангийн доор дулаан дамжуулагч (диаметр 0.3~0.5 мм, алхам 1 мм) нэмж, доод зэс давхаргад холбоно.
• Зэс цутгах: Дулаан тархах талбайг нэмэгдүүлж, цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоог (EMI) багасгахын тулд хавтангийн ашиглагдаагүй хэсгүүдэд (газарт холбогдсон) зэс хийнэ.

(3) Материалын сонголт: Тохирох хувилбарууд

• Арилжааны бүтээгдэхүүнүүд (5G суурь станцууд, Wi-Fi): RO4000 цувралыг эрэмбэлэх (өртөг багатай, боловсруулахад хялбар);
• Дээд зэрэглэлийн богино долгионы зуух (хиймэл дагуул, радар)RT/duroid цувралыг сонгоно уу (маш бага алдагдалтай, тогтвортой Dk);
• Эрчим хүч их шаарддаг хэрэглээ (өндөр хүчин чадалтай PA): ULTRALAM цувралыг сонгоно уу (өндөр дулаан дамжуулалт);
• Жижигрүүлсэн модулиуд (зүүж болох төхөөрөмжүүд)RO3000 цувралыг сонгоно уу (нимгэн суурьтай, жижигрүүлэх зориулалттай өндөр Dk).

2. Үйлдвэрлэлийн процесст анхаарах зүйлс: Материалын гүйцэтгэлийг хангах

(1) Ламинжуулах үйл явц: Даралт ба температурыг хянах

• Температурын муруйРожерсийн санал болгосон ламинатжуулалтын параметрүүдийг дагаж мөрдөнө үү. Жишээлбэл, RO4350B нь 1~2℃/мин халаах хурд, 180℃ оргил температур (90 минут байлгана), ≤3℃/мин хөргөх хурд шаарддаг - хэт халалт нь материалын задралд хүргэдэг бол хэт хурдан хөргөх нь дотоод стресс болон ламинатжуулалтад хүргэдэг;
• Даралтын хяналтЛаминжуулах даралт 20~30 кг/см² байх ёстой - хангалтгүй даралт нь давхаргуудын хоорондын холбоог муутгадаг бол хэт их даралт нь материал шахагдаж, жигд бус зузаан үүсгэдэг.

(2) Өрөмдлөг ба бүрэх: Материалын эвдрэлээс зайлсхийх

• ӨрөмдлөгPTFE суурьтай материал (RT/duroid цуврал) нь "тоосжилт" (хайлж, өрмийн хошуунд наалдах)-аас сэргийлж, нүхийг бөглөрүүлэхээс сэргийлж, өндөр мушгиа өнцөгтэй (35°~40°), удаан өрөмдлөгийн хурдтай (5000~8000 эрг/мин) карбидын өрөм ашиглана уу;
• БүрээсPTFE материалын хувьд нүхний ханыг "натрийн нафталин сийлбэр"-ээр урьдчилан боловсруулж, барзгар байдлыг нэмэгдүүлж (Ra≥1.5μm), зэс бүрээсийн наалдацыг баталгаажуулна (хальсны бат бэх ≥1.5 N/mm). Хэт их сийлбэрлэхээс зайлсхий, учир нь энэ нь суурь материалыг гэмтээж болзошгүй.

(3) Чанарын хяналт шалгалт: Гүйцэтгэлийн нийцлийг хангах

• Цахилгааны туршилтМатериалын үзүүлэлттэй нийцэж байгааг баталгаажуулахын тулд диэлектрик тогтмол (резонансын хөндийн аргыг ашиглан) болон оруулгын алдагдлыг (вектор сүлжээний анализатор, VNA ашиглан) хэмжих;
• Механик туршилтБат бөх чанарыг хангахын тулд хальслах бат бөх чанар, гулзайлтын бат бөх чанар, дулааны мөчлөгийн гүйцэтгэлийг (-55℃~125℃ 100 мөчлөг) шалгана уу;
• Микроскопийн үзлэгНүхний хана (тоосжилтгүй, хагаралгүй) болон давхаргын интерфэйсийг (хальсалгүй) ажиглахын тулд металлографийн микроскоп ашиглан үйлдвэрлэлийн чанарыг баталгаажуулна.