Wer stellt Leiterplatten unter Verwendung von TMM6 mit nickelfreier EPIG-Oberfläche her?

Einführung

Beim Entwurf von Hochfrequenzschaltungen ist es oft eine Herausforderung, das richtige Gleichgewicht zwischen elektrischer Leistung, mechanischer Zuverlässigkeit und Herstellbarkeit zu erreichen. Rogers TMM6 – Teil der TMM®-Familie (Thermoset Microwave Materials) – begegnet dieser Herausforderung, indem es viele der wünschenswerten Eigenschaften von Keramiksubstraten mit der Einfachheit von Verarbeitungstechniken für weiche Substrate kombiniert.

TMM6 ist ein Keramik-, Kohlenwasserstoff- und Duroplast-Polymer-Verbundwerkstoff, der für eine hohe PTH-Zuverlässigkeit (Pathated Through Hole) in Streifenleitungs- und Mikrostreifen-Anwendungen entwickelt wurde. Mit einer Dielektrizitätskonstante von 6,00 ± 0,08 und einem niedrigen Verlustfaktor von 0,0023 bei 10 GHz bietet TMM6 einen einzigartigen Dk-Wert, der eine wichtige Lücke zwischen PTFE-Materialien mit niedrigerem Dk und Keramiksubstraten mit höherem Dk schließt.

Im Gegensatz zu Materialien auf PTFE-Basis ist TMM6 ein duroplastisches Harz, das beim Erhitzen nicht erweicht und so eine zuverlässige Drahtverbindung ohne Abheben des Pads oder Verformung des Substrats ermöglicht. Sein eng an Kupfer angepasster Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) gewährleistet eine außergewöhnliche Zuverlässigkeit bei der Durchkontaktierung von Löchern, während seine Wärmeleitfähigkeit etwa doppelt so hoch ist wie die herkömmlicher PTFE/Keramik-Laminate, was eine effektive Wärmeableitung ermöglicht.

Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über die Eigenschaften des TMM6-Laminats, ein detailliertes Beispiel für ein zweischichtiges PCB-Design und wichtige Beschaffungsinformationen für Ingenieure und Beschaffungsfachleute.

Was ist Rogers TMM6-Laminat?

Rogers TMM6 ist ein duroplastisches Mikrowellenmaterial aus der TMM-Serie, das einen weiten Bereich an Dielektrizitätskonstanten von 3,0 bis 10,0 umfasst. TMM6 mit einem Dk-Wert von 6,0 wurde speziell für Anwendungen entwickelt, die eine höhere Dielektrizitätskonstante als herkömmliche PTFE-Materialien erfordern, jedoch ohne die Sprödigkeit oder Verarbeitungsprobleme reiner Keramiksubstrate.

Hauptunterscheidungsmerkmal: Duroplastisches Harz mit keramikähnlicher Leistung

TMM6 bietet mehrere einzigartige Vorteile gegenüber PTFE-basierten und keramischen Substraten:

Vollständige Materialeigenschaftentabelle

Die folgende Tabelle fasst alle elektrischen, thermischen, mechanischen und physikalischen Eigenschaften von TMM6-Laminaten in einer einzigen umfassenden Referenz zusammen.

Hinweise:
1. Eine längere Exposition in einer oxidativen Umgebung kann zu Veränderungen der dielektrischen Eigenschaften von Materialien auf Kohlenwasserstoffbasis führen. Rogers empfiehlt, jede Material- und Designkombination über die gesamte Produktlebensdauer hinweg auf ihre Fitness hin zu bewerten.
2. Der Design-Dk ist ein Durchschnitt aus mehreren getesteten Chargen der gängigsten Dicken. Kontaktieren Sie Rogers für detaillierte Informationen.

Typische Werte stellen einen Durchschnittswert für die Bevölkerung der Immobilie dar. Für Spezifikationswerte wenden Sie sich bitte an Rogers Corporation.

Zusammenfassung der Funktionen und Vorteile

Außergewöhnliche thermische Stabilität

TMM6 weist einen thermischen Dielektrizitätskoeffizienten (TCDk) von nur -11 ppm/°K auf – außergewöhnlich niedrig für ein Dk 6,0-Material. Dadurch wird sichergestellt, dass die Dielektrizitätskonstante über einen weiten Temperaturbereich (-55 °C bis +125 °C) stabil bleibt, was für Anwendungen in extremen Umgebungen wie Satellitenkommunikation und Luft- und Raumfahrtsystemen von entscheidender Bedeutung ist.

Kupferangepasster CTE für PTH-Zuverlässigkeit

Die CTE-Werte von TMM6 (18/18/26 ppm/K in X/Y/Z) stimmen eng mit denen von Kupfer (17 ppm/°C) überein. Diese Anpassung minimiert die thermische Belastung der durchkontaktierten Löcher während des Temperaturwechsels, was zu Folgendem führt:

Hohe PTH-Zuverlässigkeit – Hervorragende Leistung bei Thermoschockanwendungen

Geringe Ätzschrumpfung – Dimensionsstabilität während der Herstellung

Reduziertes Pad-Abheben – Zuverlässiges Löten und Drahtbonden

Hohe Wärmeleitfähigkeit

Mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,72 W/m/K bietet TMM6 etwa die doppelte Wärmeleitfähigkeit herkömmlicher PTFE/Keramik-Laminate (typischerweise 0,26–0,35 W/m/K). Dies erleichtert die effiziente Wärmeableitung von Leistungsverstärkern und anderen Hochleistungs-HF-Schaltkreisen, verlängert die Lebensdauer der Komponenten und verbessert die Zuverlässigkeit.

Vorteile von Duroplasten gegenüber PTFE

Im Gegensatz zu Materialien auf PTFE-Basis bietet das duroplastische Harz von TMM6:

Wird beim Erhitzen nicht weich – Ermöglicht Drahtbonden ohne Anheben des Pads

Erfordert keine Behandlung mit Natriumnathanat – Vereinfacht die stromlose Beschichtung

Beständig gegen Kriechen und Kaltfluss – Behält die Dimensionsstabilität bei mechanischer Belastung

Bietet konstante Leistung bei allen Verarbeitungstemperaturen

Standardangebote

TMM6-Laminate sind in einer umfassenden Auswahl an Dicken, Plattengrößen und Kupferverkleidungsoptionen erhältlich.

Standardplattengrößen und -verkleidungen

Beispiel für ein 2-Lagen-PCB-Design mit TMM6

Um die praktische Anwendung von TMM6 zu demonstrieren, finden Sie im Folgenden einen vollständigen zweischichtigen starren PCB-Designkoffer.

PCB-Designspezifikationen

Designbeobachtungen

Diese Platine (85,6 mm × 99,75 mm) verfügt über eine moderate Komponentenanzahl (23 Komponenten) mit nur 2 Netzen, was auf ein dediziertes HF- oder Mikrowellen-Funktionsmodul schließen lässt. Zu den wichtigsten Beobachtungen gehören:

50 mil (1,27 mm) dielektrische Dicke – Bietet robuste mechanische Festigkeit und zuverlässige Impedanzkontrolle für Mikrowellenschaltungen

EPIG-Oberflächenveredelung (nickelfrei) – Die stromlose Palladium-Immersionsgold-Oberfläche bietet hervorragende Drahtbondbarkeit und Lötbarkeit ohne Nickel, was für einige HF-Anwendungen problematisch sein kann (keine magnetische/Nickel-Interferenz).

Keine Lötmaske – Bewahrt die verlustarmen Eigenschaften des Duroplastmaterials; vermeidet unerwünschte dielektrische Effekte

Kein Siebdruck – Bewahrt eine saubere HF-Oberfläche; vermeidet Kontaminationen

TMM6s Dk von 6,0 – ermöglicht die Miniaturisierung von Schaltkreisen im Vergleich zu Materialien mit niedrigerem Dk; kompakte Filter- und Kopplerkonstruktionen

Die duroplastischen Eigenschaften von TMM6 – Zuverlässiges Drahtbonden und PTH-Zuverlässigkeit

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

Highlights des Herstellungsprozesses

Keine spezielle Verarbeitung – TMM6 kann mit allen gängigen PWB-Prozessen hergestellt werden; keine Behandlung mit Natriumnathanat erforderlich

Chemische Beständigkeit – Beständig gegen Ätzmittel und Lösungsmittel, die bei der Leiterplattenherstellung verwendet werden

Hervorragende PTH-Zuverlässigkeit – der auf Kupfer abgestimmte CTE sorgt für zuverlässige Durchkontaktierungen

Fine-Pitch-Fähigkeit – 4/6 mil Leiterbahn/Abstand unterstützt hochdichte HF-Designs

100 % elektrische Prüfung – Garantiert die Funktionsintegrität jeder Platine

Typische Anwendungen

- HF- und Mikrowellenschaltung

- Leistungsverstärker und Combiner

- Filter und Koppler

- Satellitenkommunikationssysteme

- Antennen für globale Positionierungssysteme

- Patch-Antennen

- Dielektrische Polarisatoren und Linsen

- Chiptester

Abschluss

Rogers TMM6-Laminate bieten eine überzeugende Kombination aus hoher Dielektrizitätskonstante (6,00 ± 0,08), geringem Verlust (0,0023 bei 10 GHz) und außergewöhnlicher Duroplast-Zuverlässigkeit – und das alles ohne die speziellen Verarbeitungsanforderungen von PTFE-basierten Materialien. Mit einem an Kupfer angepassten CTE (18/18/26 ppm/K), einer Wärmeleitfähigkeit von 0,72 W/m·K und einem duroplastischen Harz, das zuverlässiges Drahtbonden ermöglicht, ist TMM6 ideal für anspruchsvolle HF- und Mikrowellenanwendungen geeignet.

Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:

Hoher Dk-Wert von 6,00 – Ermöglicht die Miniaturisierung von Schaltkreisen im Vergleich zu Materialien mit niedrigerem Dk-Wert

Geringer Verlust (Df = 0,0023) – Erhält die Signalintegrität in Mikrowellenschaltungen

Duroplastisches Harz – erweicht beim Erhitzen nicht; zuverlässige Drahtverbindung; kein Anheben des Pads

Auf Kupfer abgestimmter CTE – Ausgezeichnete PTH-Zuverlässigkeit; geringe Ätzschrumpfung

Hohe Wärmeleitfähigkeit (0,72 W/m·K) – Effiziente Wärmeableitung; ca. 2x besser als PTFE/Keramik-Laminate

Keine PTFE-Verarbeitung – Keine Natriumnathanat-Behandlung erforderlich; alle gängigen PWB-Prozesse

Großer Dickenbereich – Erhältlich von 0,015" bis 0,500"

TCDk von -11 ppm/°K – Außergewöhnlich stabile Dk über die Temperatur hinweg

Chemische Beständigkeit – Beständig gegen Ätzmittel und Lösungsmittel

Ob in Leistungsverstärkern, Satellitenkommunikationssystemen oder Mikrowellentestgeräten – TMM6 bietet eine zuverlässige, leistungsstarke Grundlage für anspruchsvolle Hochfrequenzschaltungsdesigns.