Rogers TMM10 High-Dk 9.2 Fertigung 2-Schicht-PCB-Design mit 15mil (0,381mm) Kernlaminat

Hoch-Dk 2-Schicht-Design mit Rogers TMM10

In der Hochfrequenzschaltungsentwicklung erfordern bestimmte Anwendungen eine Dielektrizitätskonstante, die signifikant höher ist als bei Standard-Mikrowellenlaminaten. Chip-Tester, GPS-Patch-Antennen, Satellitenkommunikationssysteme und dielektrische Polarisatoren profitieren alle von Materialien mit Dk-Werten nahe 10 – was eine Miniaturisierung von Schaltungen, eine verbesserte Antennengewinnung und spezifische Phasengangscharakteristiken ermöglicht.

Dieser Artikel untersucht eine 2-lagige PCB-Implementierung unter Verwendung von Rogers TMM10 – einem duroplastischen Mikrowellenlaminat, das die Lücke zwischen PTFE- und Keramik-basierten Substraten schließt. Das Design verfügt über einen 15-mil (0,381 mm) Kern mit einer fertigen Dicke von 0,5 mm, optimiert für Anwendungen, die eine hohe Dielektrizitätskonstante mit robusten mechanischen Eigenschaften erfordern.

1. Designübersicht und Spezifikationen

Diese doppelseitige starre Leiterplatte misst 76 mm x 118 mm und verwendet einen TMM10-Kern mit einer Nenn-Dk von 9,20 – erheblich höher als bei Standard-HF-Materialien wie RO4003C (Dk 3,38) oder RO4533 (Dk 3,3). Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Konstruktionsparameter und Designstatistiken zusammen.

Stackup-Konfiguration: Das 2-lagige Stackup besteht aus einem TMM10-Kern (0,381 mm / 15 mil), der zwischen zwei 1 oz Kupferlagen eingebettet ist, was zu einer fertigen Platinendicke von 0,5 mm führt.

2. TMM10 Materialeigenschaften

Materialien der Rogers TMM-Serie nehmen eine einzigartige Position auf dem Markt für Mikrowellenlaminate ein. Im Gegensatz zu PTFE-basierten Substraten, die thermoplastisch sind und unter mechanischer Belastung zum Kriechen und Kaltfluss neigen, verwenden TMM-Materialien ein duroplastisches Harzsystem. Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften von TMM10.

Die CTE von TMM10 ist in allen drei Achsen eng an Kupfer angepasst (21/21/20 ppm/°C gegenüber 17 ppm/°C von Kupfer). Diese außergewöhnliche Anpassung minimiert thermo-mechanische Spannungen auf galvanisch durchkontaktierten Löchern – entscheidend für die 32 Durchgangslöcher-Pads und 24 Vias in diesem Design. Die Zersetzungstemperatur von 425°C übersteigt die Standard-Bleifreilöttemperaturen (260°C) erheblich und bietet eine beträchtliche Sicherheitsmarge während der Montage.

3. Anwendungsgeeignetheit

Angesichts seiner hohen Dk, geringen Verluste und mechanischen Robustheit ist dieses 2-lagige TMM10-Design ideal für die folgenden Anwendungen geeignet:

Chip-Tester / Halbleiter-Test-Hardware

Dielektrische Polarisatoren

Satellitenkommunikationssysteme

GPS-Antennen & Patch-Antennen

4. Zusammenfassung

Die hier detaillierte 2-lagige Leiterplatte zeigt eine optimierte Implementierung von Rogers TMM10 für Anwendungen, die eine hohe Dielektrizitätskonstante ohne Kompromisse bei der mechanischen Stabilität erfordern. Mit einem 15-mil-Kern (0,5 mm fertige Dicke), 1 oz Kupfer und ENEPIG-Oberflächenveredelung gleicht das Design HF-Leistung, thermische Zuverlässigkeit und Herstellbarkeit aus.

Für Ingenieure, die an Chip-Testern, Satellitenkommunikationssystemen oder kompakten GPS-Antennen arbeiten, bietet TMM10 ein überzeugendes Preis-Leistungs-Verhältnis: die hohe Dk (9,20) für die Schaltungsminiaturisierung, die geringen Verluste (0,0022) für die Signalintegrität und die duroplastischen mechanischen Eigenschaften, die Kriechen, Kaltfluss und spezielle Via-Vorbereitungsprozesse eliminieren – und das alles bei gleichzeitiger Beibehaltung der CTE-Anpassung an Kupfer für eine zuverlässige Leistung galvanisch durchkontaktierten Löcher.