Warum CER-10 gegenüber anderen High-DK-Laminaten für kompakte HF-Komponenten gewählt werden?

Einführung

Bei der Entwicklung von Hochfrequenz-Mikrowellenschaltungen ist die Miniaturisierung der Schaltung bei gleichzeitiger Beibehaltung einer hervorragenden elektrischen Leistung eine ständige Herausforderung. Eine der effektivsten Strategien zur Reduzierung der Schaltkreisgröße ist die Verwendung eines Substratmaterials mit einer hohen Dielektrizitätskonstante (Dk). Materialien mit höherem Dk ermöglichen kürzere Wellenlängen innerhalb des Substrats und ermöglichen so kleinere passive Komponenten wie Koppler, Filter und Resonatoren.

Taconic CER-10 ist ein hochwertiges organisch-keramisches Laminat aus der ORCER®-Produktfamilie, das speziell für diesen Bedarf entwickelt wurde. Mit einer nominellen Dielektrizitätskonstante von 10,0 und einem niedrigen Verlustfaktor von 0,0035 bei 10 GHz ermöglicht CER-10 eine erhebliche Miniaturisierung der Schaltung bei gleichzeitig geringem Signalverlust. Dies macht es zur idealen Wahl für kompakte Mikrowellenbaugruppen, Leistungsverstärker und passive Komponenten auf Wellenleiterbasis.

Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über die Eigenschaften von CER-10-Laminat, ein detailliertes Beispiel für ein zweischichtiges PCB-Design und wichtige Beschaffungsinformationen für Ingenieure und Beschaffungsfachleute.

Was ist Taconic CER-10-Laminat?

Taconic CER-10 ist ein organisch-keramisches Laminat, das die fortschrittliche Keramikfülltechnologie von Taconic mit seinem umfassenden Know-how im Bereich beschichteter PTFE-Glasfasern kombiniert. Das Material basiert auf einer gewebten Glasverstärkung, die eine hervorragende Formstabilität und erhöhte Biegefestigkeit gewährleistet.

CER-10 weist eine außergewöhnliche interlaminare Bindungsstärke und Lötbeständigkeit auf und gewährleistet so eine zuverlässige Leistung in anspruchsvollen Fertigungs- und Betriebsumgebungen. Seine proprietäre Zusammensetzung führt zu einer sehr geringen Feuchtigkeitsaufnahme (0,02 %) und gleichmäßigen elektrischen Eigenschaften im gesamten Material.

Der niedrige Z-Achsen-Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials (CTE von 46 ppm/°C) ermöglicht eine zuverlässige Integrität der Durchkontaktierung (PTH) selbst in extremen thermischen Umgebungen und macht es für Anwendungen geeignet, die Temperaturwechseln und Thermoschocks ausgesetzt sind.

Hauptunterscheidungsmerkmal: Hohe Dielektrizitätskonstante für die Miniaturisierung von Schaltkreisen

Mit einem Dk von 10,0 ist CER-10 deutlich höher als Standard-RF-Materialien wie RO4350B (Dk ~3,48) oder PTFE-basierte Laminate (Dk ~2,2–2,6). Dieser hohe Dk ermöglicht:

Bis zu 50–60 % Reduzierung der Komponentengröße für Viertelwellenresonatoren, Koppler und Filter

Kompaktere PCB-Layouts für platzbeschränkte Anwendungen

Designs mit niedrigerem Profil ohne Kompromisse bei der elektrischen Leistung

Eigenschaften von CER-10-Laminat

Zusammenfassung der Funktionen und Vorteile

Standardangebote

CER-10-Laminate sind in verschiedenen Standardstärken, Plattengrößen und Kupferverkleidungsoptionen erhältlich.

Hinweis: Andere Dicken sind möglicherweise auf Anfrage erhältlich.

Standardplattengrößen und -verkleidungen

Beispiel für ein 2-lagiges PCB-Design mit CER-10

Um die praktische Anwendung von CER-10 zu demonstrieren, finden Sie im Folgenden einen vollständigen 2-lagigen starren PCB-Designkoffer.

PCB-Designspezifikationen

Designbeobachtungen

Dieses Design verfügt über eine kompakte 67 mm × 55,9 mm große Platine mit 28 Komponenten und nur 2 Netzen. Zu den wichtigsten Beobachtungen gehören:

Hohe Anzahl an Durchkontaktierungen (25 Durchkontaktierungen) – spiegelt die Notwendigkeit einer häufigen Erdung oder Abschirmung in einem Mikrowellendesign wider

Keine Lötmaske – Eine bewusste Wahl für Mikrowellenanwendungen, bei denen die Lötmaske unerwünschte dielektrische Effekte oder parasitäre Kapazitäten verursachen könnte

Kein Siebdruck – Sorgt für eine saubere HF-Oberfläche und vermeidet Verunreinigungen

Immersionssilber-Finish – Bietet hervorragende Leitfähigkeit und Ebenheit für die Integrität des Mikrowellensignals; Für bestimmte HF-Anwendungen wird ENIG vorgezogen

IPC-Klasse-2-Konformität – Gewährleistet Zuverlässigkeit für kommerzielle und industrielle Anwendungen

Der hohe Dk-Wert (10,0) des CER-10 – ermöglicht eine deutliche Miniaturisierung passiver Komponenten auf dieser kompakten Platine

Highlights des Herstellungsprozesses

Standardmäßige PTFE-Verarbeitung – CER-10 kann mit Standardmethoden für PTFE/Glasfasergewebe geschert, gebohrt, gefräst und plattiert werden

Keine spezielle Via-Vorbereitung – Im Gegensatz zu einigen PTFE-Materialien kann CER-10 mit herkömmlichen Techniken verarbeitet werden

Fine-Pitch-Fähigkeit – 5/6 mil Leiterbahn/Abstand unterstützt dichte Mikrowellen-Schaltungslayouts

Typische Anwendungen

Die einzigartige Kombination aus hohem Dk, geringem Verlust und hervorragenden mechanischen Eigenschaften macht CER-10 ideal für eine Vielzahl von Mikrowellenanwendungen:

-Leistungsverstärker

-Wellenleiterfilter

-Richtkoppler

-andere passive Mikrowellenkomponenten

Abschluss

Taconic CER-10-Laminate bieten ein einzigartiges und überzeugendes Wertversprechen für Entwickler von Mikrowellenschaltungen: hohe Dielektrizitätskonstante (10,0) kombiniert mit geringem Verlust (0,0035 bei 10 GHz) und hervorragenden mechanischen Eigenschaften. Diese Kombination ermöglicht eine erhebliche Miniaturisierung der Schaltung – ein entscheidender Vorteil bei platzbeschränkten Anwendungen wie kompakten Leistungsverstärkern, Wellenleiterfiltern und Richtkopplern.

Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:

Schaltkreisminiaturisierung – Bis zu 60 % Größenreduzierung für passive Komponenten

Geringer Verlust – Df von 0,0035 bei 10 GHz sorgt für die Aufrechterhaltung der Signalintegrität

Hervorragende Dimensionsstabilität – Gewebte Glasverstärkung mit CTE von 13/15 ppm/°C (X/Y)

Zuverlässige PTHs – Der niedrige Z-Achsen-WAK von 46 ppm/°C sorgt für Zuverlässigkeit in thermischen Umgebungen

Geringe Feuchtigkeitsaufnahme (0,02 %) – Stabile elektrische Leistung unter feuchten Bedingungen

NASA-zertifiziert für geringe Ausgasung – Geeignet für Luft- und Raumfahrtanwendungen

V-0-Entflammbarkeit – UL 94-konform für sicherheitskritische Systeme

Standardverarbeitung – Kann mit Standard-PTFE-Methoden geschert, gebohrt, gefräst und plattiert werden

Ob in Leistungsverstärkern, Wellenleiterfiltern oder anderen passiven Mikrowellenkomponenten, CER-10 bietet eine zuverlässige, leistungsstarke Lösung für anspruchsvolle Hochfrequenzanwendungen.