Alternative zu RT/duroid®? TLY-5-Laminat-PCB – geringere Verluste, höhere Erträge für 77-GHz-Radar und Avionik

Produkt-Beschreibung

Was ist TLY-5?
TLY-5 ist ein von AGC hergestelltes Basismaterial für Avionik und Luft- und Raumfahrt mit sehr niedriger Dielektrizitätskonstante (Dk). Es verfügt über eine leichte gewebte Glasfaserverstärkung, die im Vergleich zu gehackten faserverstärkten PTFE-Verbundwerkstoffen eine überlegene Dimensionsstabilität bietet. Mit einem extrem niedrigen Verlustfaktor von 0,0009 bei 10 GHz, einem Dk von 2,20 ± 0,02 und hervorragenden mechanischen Eigenschaften ist TLY-5 speziell für Millimeterwellenanwendungen bis 77 GHz und darüber hinaus entwickelt, einschließlich Automobilradar, Satellitenkommunikation und Luft- und Raumfahrtsysteme.

 

Wichtige Erkenntnisse (auf einen Blick)

 

Dk (10 GHz): 2,20 ± 0,02 (einstellbar von 2,17 bis 2,40)

 

Verlustfaktor: 0,0009 bei 10 GHz – der niedrigste seiner Klasse

 

CTE (X/Y/Z): 26 / 15 / 217 ppm/°C (25–260°C)

 

Wärmeleitfähigkeit: 0,22 W/(m·K)

 

Feuchtigkeitsaufnahme: 0,02 % – außergewöhnlich niedrig

 

Entflammbarkeit: UL 94 V-0

 

NASA-Ausgasung: TML, CVCM, WVR alle ≤ 0,01 %

 

Hauptunterscheidungsmerkmal: Leichte gewebte Glasverstärkung bietet im Vergleich zu Schnittfaseralternativen eine überlegene Dimensionsstabilität und ermöglicht so höhere Produktionsausbeuten

 

 

1. Warum TLY-5 wählen? – Begründung der Materialauswahl

Für Ingenieure, die Hochfrequenzschaltungen im Millimeterwellenbereich (Ka-, E-, W-Bänder) entwerfen, ist die Materialauswahl entscheidend für die Erzielung elektrischer Leistung und Herstellbarkeit. TLY-5 erfüllt diese Anforderungen durch vier wesentliche Vorteile:

 

Extrem niedriger dielektrischer Verlust: Mit einem Verlustfaktor von 0,0009 bei 10 GHz liefert TLY-5 den niedrigsten Df seiner Klasse. Dies führt zu einer minimalen Einfügungsdämpfung – ein entscheidender Faktor für 77-GHz-Automobilradar und andere Millimeterwellenantennenanwendungen, bei denen die Signaldämpfung streng kontrolliert werden muss.

 

Überlegene Dimensionsstabilität: Im Gegensatz zu gehackten, mit Fasern verstärkten PTFE-Verbundwerkstoffen verwendet TLY-5 eine leichte, gewebte Glasfasermatrix. Dadurch entsteht ein mechanisch stabiles Laminat, das Dimensionsänderungen während der Leiterplattenfertigung widersteht, was zu höheren Fertigungsausbeuten und gleichbleibender Leistung bei Produktionsläufen mit hohen Stückzahlen führt.

 

Konsistente und gleichmäßige Dk: Die Dielektrizitätskonstante kann im Bereich von 2,17 bis 2,40 angegeben werden, mit einer engen Toleranz von ±0,02 für die meisten Dicken. Diese Gleichmäßigkeit gewährleistet eine vorhersehbare Impedanzsteuerung und Phasenantwort – wichtig für Phased-Array-Antennen und Strahlformungsnetzwerke.

 

Zuverlässigkeit auf Luft- und Raumfahrtniveau: Mit NASA-Ausgasungswerten (TML, CVCM, WVR) von jeweils ≤ 0,01 % und der Entflammbarkeitsklasse UL 94 V-0 erfüllt TLY-5 die strengen Anforderungen für Raumfahrt- und Avionikanwendungen.

 

 

2. Eigenschaften von TLY-5-Laminat

Die folgende Tabelle fasst alle elektrischen, mechanischen, thermischen und physikalischen Spezifikationen für TLY-5 zusammen, wie im offiziellen Datenblatt angegeben. Alle Werte stellen typische Messdaten dar und sollen bei der Materialauswahl helfen.

Eigentum	Bedingungen	Typischer Wert	Einheiten	Testmethode
Dielektrizitätskonstante	@ 10 GHz	2.2	—	IPC-650 2.5.5.5
Verlustfaktor	@ 10 GHz	0,0009	—	IPC-650 2.5.5.5
Volumenwiderstand	Nach erhöhter Temperatur.	10¹⁰	Mohm/cm	IPC-650 2.5.17.1
Volumenwiderstand	Nach Feuchtigkeit	10¹⁰	Mohm/cm	IPC-650 2.5.17.1
Oberflächenwiderstand	Nach erhöhter Temperatur.	10⁸	Mohms	IPC-650 2.5.17.1
Oberflächenwiderstand	Nach Feuchtigkeit	10⁸	Mohms	IPC-650 2.5.17.1
Wärmeleitfähigkeit	—	0,22	W/(m·K)	ASTM F 433
WAK – X-Achse (25–260 °C)	—	26	ppm/°C	ASTM D 3386 (TMA)
WAK – Y-Achse (25–260 °C)	—	15	ppm/°C	ASTM D 3386 (TMA)
WAK – Z-Achse (25–260 °C)	—	217	ppm/°C	ASTM D 3386 (TMA)
Schälfestigkeit	1/2 Unze. ED-Kupfer	1,96 (11)	N/mm (lbs/in)	IPC-650 2.4.8
Schälfestigkeit	1 Unze. CL1 Kupfer	2,86 (16)	N/mm (lbs/in)	IPC-650 2.4.8
Schälfestigkeit	1 Unze. C1-Kupfer	3,04 (17)	N/mm (lbs/in)	IPC-650 2.4.8
Schälfestigkeit (erhöhte Temperatur)	—	2,32 (13)	N/mm (lbs/in)	IPC-650 2.4.8
Biegefestigkeit – MD	—	96,91 (14.057)	N/mm² (psi)	IPC-650 2.4.4
Biegefestigkeit – CD	—	89,32 (12.955)	N/mm² (psi)	IPC-650 2.4.4
Elastizitätsmodul – MD	—	9,65 × 10³ (1,4 × 10⁶)	N/mm² (psi)	ASTM D 3039 / IPC-650 2.4.19
Poissonzahl – MD	—	0,21	—	ASTM D 3039 / IPC-650 2.4.19
Dichte (spezifisches Gewicht)	—	2.19	g/cm³	ASTM D 792
Dimensionsstabilität – MD	10 Mio., durchschn. nach dem Backen und thermischer Belastung	-0,038	mm/M (mils/in)	IPC-650 2.4.39
Dimensionsstabilität – CD	10 Mio., durchschn. nach dem Backen und thermischer Belastung	-0,038	mm/M (mils/in)	IPC-650 2.4.39
Feuchtigkeitsaufnahme	—	0,02	%	IPC-650 2.6.2.1
NASA-Ausgasung – TML	—	0,01	%	—
NASA-Ausgasung – CVCM	—	0,01	%	—
NASA-Ausgasung – WVR	—	0,01	%	—
Brennbarkeitsbewertung	—	V-0	—	UL-94

Hinweise:

Die Dielektrizitätskonstante kann im Bereich von 2,17 bis 2,40 mit einer Toleranz von ±0,02 für die meisten Dicken angegeben werden.

 

 

3. Verfügbare Dicken und Plattengrößen

 

Standardstärken:

0,0035" (0,09 mm)

0,0050" (0,13 mm)

0,0075" (0,19 mm)

0,0100" (0,25 mm)

0,0200" (0,51 mm)

0,0300" (0,76 mm)

0,0600" (1,52 mm)

TLY-5 kann in Schritten von 0,005 Zoll (0,125 mm) hergestellt werden. Weitere Dicken sind auf Anfrage erhältlich.

 

 

Standardplattengrößen:

12" × 18" (305 × 457 mm)

16" × 18" (406 × 457 mm)

18" × 24" (457 × 610 mm) – Standardplattengröße

16" × 36" (406 × 914 mm)

24" × 36" (610 × 914 mm)

18" × 48" (457 × 1220 mm)

 

 

4. PCB-Design-Fallstudie – Von der Spezifikation zur Realität

Um zu veranschaulichen, wie sich TLY-5 in einem realen Design verhält, finden Sie hier ein Beispiel für eine zweischichtige Platine mit einer Enddicke von 0,3 mm.

 

 

PCB-Designspezifikationen

Parameter	Spezifikation
Grundmaterial	TLY-5
Anzahl der Ebenen	2
Brettabmessungen	45 mm × 87 mm (±0,15 mm)
Dicke der fertigen Platte	0,3 mm
PCB-Stackup	Cu (35 μm) / TLY-5 (0,191 mm / 7,5 mil) / Cu (35 μm)
Minimale Spur/Leerzeichen	6/10 Mil
Mindestlochgröße	0,4 mm
Blinde Vias	Keiner
Fertiges Kupfergewicht (äußere Schichten)	1 Unze (35 μm / 1,4 mil)
Durchkontaktierungsdicke	20 μm
Oberflächenbeschaffenheit	EPIG (Electroless Palladium Immersion Gold)
Oben Siebdruck	Keiner
Unten Siebdruck	Keiner
Obere Lötmaske	Keiner
Untere Lötmaske	Keiner
Qualitätsstandard	IPC Klasse 2
Testen	100 % elektrischer Test
Grafikformat	Gerber RS-274-X
Verfügbarkeit	Weltweit

 

 

Technische Begründung für wichtige Spezifikationen:

Parameter	Begründung
TLY-5-Auswahl	Ausgewählt wegen extrem niedrigem Df (0,0009), konsistentem Dk (2,20 ± 0,02) und Dimensionsstabilität – entscheidend für Millimeterwellenleistung und Produktionsausbeute bei hohen Stückzahlen.
0,3 mm Enddicke	Erreicht mit 7,5 mil (0,191 mm) TLY-5-Kern; unterstützt kompakte, gewichtsempfindliche Designs bei gleichzeitiger Beibehaltung der mechanischen Steifigkeit.
6/10 mil Spur/Leerzeichen	Standardmäßige Nassätzfähigkeit; erfüllt sowohl HF- als auch DC-Routing-Anforderungen.
0,4 mm Mindestlochgröße	Mechanisches Bohren ist unkompliziert; Es sind keine Laser- oder Blindvias erforderlich, was die Herstellung vereinfacht und die Kosten senkt.
1 Unze Kupfergewicht	Gleicht die Strombelastbarkeit mit der Fähigkeit zum Ätzen feiner Strukturen aus.
20 μm Durchkontaktierung	Übertrifft das Minimum der IPC-Klasse 2; sorgt für eine robuste PTH-Zuverlässigkeit.
EPIG-Oberflächenfinish	Stromloses Palladium-Immersionsgold bietet hervorragende Ebenheit, Oxidationsbeständigkeit und Drahtbondbarkeit – ideal für Hochfrequenzbaugruppen.
Keine Lötmaske / kein Siebdruck	Eliminiert potenzielle HF-Störungen; vereinfacht die Verarbeitung für dieses Hochfrequenzdesign.
IPC Klasse 2	Gleicht Kosten und Zuverlässigkeit für kommerzielle Luft- und Raumfahrt- und Telekommunikationsanwendungen aus.
100 % elektrischer Test	Gewährleistet Impedanz, Kontinuität und Isolierung vor dem Versand.

 

 

Wichtige Herstellungshinweise für TLY-5:

 

Bohren: Die gewebte Glasfaserkonstruktion des TLY-5 erfordert scharfe Hartmetallbohrer mit optimierten Geschwindigkeiten und Rückzugsgeschwindigkeiten. Während die leichte Glasverstärkung den Werkzeugverschleiß im Vergleich zum Standard-FR-4 reduziert, sind die richtigen Parameter wichtig, um Grate zu verhindern und saubere Lochwände sicherzustellen.

 

Oberflächenvorbereitung: Für EPIG oder andere Oberflächen gelten Standardtechniken zur PTFE-Oberflächenvorbereitung. Eine Plasmabehandlung kann hilfreich sein, um eine starke Haftung der Beschichtung sicherzustellen.

 

Dimensionsstabilität: Die gewebte Glasmatrix bietet eine hervorragende Dimensionsstabilität während der Verarbeitung, was zu einer genaueren Registrierung und höheren Erträgen im Vergleich zu Schnittfaseralternativen führt. Dies ist besonders wertvoll für Designs mit dichten Via-Feldern (in diesem Fall 139 Vias) und Fine-Pitch-Komponenten.

 

 

5. TLY-3FF: Die flexible Variante

Für Anwendungen, die eine Flexibilität des Biegeradius erfordern, bietet AGC TLY-3FF an, ein hochflexibles Laminat, das für flexible oder starr-flexible Schaltkreise entwickelt wurde. Zu den wichtigsten Unterscheidungsmerkmalen gehören:

 

Flexibilität vergleichbar mit gehackten faserverstärkten PTFE-Laminaten

 

Geringerer Verlustfaktor als herkömmliche, mit Schnittfasern verstärkte Laminate

 

Verbesserte Fähigkeit zur Laserdurchkontaktierung

 

Behält die Dimensionsstabilität der Standardserie TLY-5 bei

 

Dies macht TLY-3FF zu einer ausgezeichneten Wahl für tragbare Elektronik, faltbare Antennen und Anwendungen, bei denen mechanisches Biegen ohne Einbußen bei der HF-Leistung erforderlich ist.

 

 

6. Vergleichende Positionierung – Wie sich TLY-5 auszeichnet

Im Vergleich zu typischen Schnittfaser-verstärkten PTFE-Verbundwerkstoffen bietet TLY-5 mehrere deutliche Vorteile:

Aspekt	TLY-5 (Gewebtes Glas)	Gehackte PTFE-Fasern
Dimensionsstabilität	Überlegen – gewebte Matrix sorgt für mechanische Steifigkeit	Unten – kann sich während der Verarbeitung verschieben
Fertigungsausbeute	Höher – konsistent von Panel zu Panel	Niedriger – mehr Variation
Verlustfaktor	0,0009 (der niedrigste in der Klasse)	Normalerweise höher
Dk-Toleranz	±0,02 (enge Kontrolle)	Größere Variation
Bearbeitung / Bohren	Gut – leichtes Glas	Schwieriger – abrasive Fasern
Flexibilität	Standard	Flexibler (aber TLY-3FF behebt dieses Problem)

 

 

7. Typische Anwendungen – Wo TLY-5 glänzt

Basierend auf seinen Eigenschaften und dem oben genannten Designfall ist TLY-5 gut geeignet für:

 

Automobilradar: 77-GHz- und 79-GHz-Sensoren für ADAS und autonome Fahrsysteme

 

Satelliten- und Mobilfunkkommunikation: Ka-Band-Terminals, Bodenstationsausrüstung

 

Leistungsverstärker: Hochfrequenz-HF-Leistungsstufen, die geringe Verluste erfordern

 

LNBs, LNAs, LNCs: Rauscharme Blöcke und Verstärker für den Satellitenempfang

 

Luft- und Raumfahrt & Avionik: Radarhöhenmesser, Kommunikationssysteme, Navigationsausrüstung

 

Ka-, E- und W-Band-Anwendungen: Millimeterwellensysteme bis 77 GHz und darüber hinaus

 

 

F1: Was ist der Bereich der Dielektrizitätskonstanten für TLY-5?

Der Dk kann im Bereich von 2,17 bis 2,40 angegeben werden. Bei den meisten Dicken beträgt die Toleranz ±0,02, was eine hervorragende Konsistenz für impedanzkontrollierte Designs bietet.

 

 

F2: Wie schneidet TLY-5 im Vergleich zu mit Schnittfasern verstärkten PTFE-Verbundwerkstoffen ab?
TLY-5 verwendet eine leichte gewebte Glasfasermatrix und bietet überlegene Dimensionsstabilität und höhere Produktionsausbeuten. Bei 77 GHz haben Vergleichstests eine „Drop-in“-äquivalente Einfügedämpfungsleistung gezeigt, wobei der Hauptvorteil in einer verbesserten Verarbeitbarkeit liegt.

 

 

F3: Was ist die maximale Betriebsfrequenz für TLY-5?
TLY-5 wird erfolgreich in Anwendungen bis zu 77 GHz (Automobilradar) und darüber hinaus eingesetzt, einschließlich der Ka-, E- und W-Bänder. Sein extrem niedriger Df (0,0009) macht ihn für Millimeterwellenfrequenzen geeignet.

 

 

F4: Ist TLY-5 für Weltraumanwendungen geeignet?
Ja. Mit NASA-Ausgasungswerten (TML, CVCM, WVR) von jeweils ≤0,01 % und einer Entflammbarkeit gemäß UL 94 V-0 erfüllt TLY-5 die Luft- und Raumfahrtanforderungen für Raumfahrt- und Avionikausrüstung.

 

 

F5: Was ist der Unterschied zwischen TLY-5 und TLY-3FF?
TLY-3FF ist eine hochflexible Variante von TLY-5, die für Anwendungen entwickelt wurde, die einen Biegeradius erfordern. Es bietet eine mit Schnittfaserlaminaten vergleichbare Flexibilität bei gleichzeitig geringerem Verlust und verbesserter Laserdurchgangsbildungsfähigkeit.

 

 

F6: Welche Kupfergewichte und -ausführungen sind verfügbar?
Zu den Standard-Kupferoptionen gehören 1/2 Unze und 1 Unze mit verschiedenen Behandlungen (ED, CL1, C1). Zu den Oberflächenausführungen gehören EPIG (wie im Designfall) sowie weitere Standardoptionen auf Anfrage.

 

 

F7: Sind alle Werte in der Eigenschaftstabelle garantiert?
Bei den bereitgestellten Daten handelt es sich um typische Messwerte, die als Hilfe bei der Materialauswahl dienen sollen. Sie stellen keine Spezifikationswerte dar. Bei kritischen Toleranzen wenden Sie sich bitte direkt an AGC.

 

 

F8: Welche Panelgrößen sind für TLY-5 verfügbar?
Die Standardplattengrößen reichen von 12" × 18" bis 24" × 36", wobei der Standard 18" × 24" (457 × 610 mm) beträgt. Weitere Größen sind auf Anfrage erhältlich.

 

 

Abschluss

TLY-5 von AGC stellt eine überzeugende Lösung für Ingenieure dar, die Hochfrequenz-Millimeterwellenschaltungen entwerfen, die extrem geringe Verluste, konsistente dielektrische Eigenschaften und außergewöhnliche Dimensionsstabilität erfordern. Wie das 2-lagige PCB-Designgehäuse mit einer Dicke von 0,3 mm, 139 Durchkontaktierungen und EPIG-Oberflächenbeschaffenheit zeigt, lässt sich TLY-5 problemlos in Standard-Fertigungsabläufe integrieren und liefert gleichzeitig die elektrische Leistung, die für 77-GHz-Automobilradar, Satellitenkommunikation und Luft- und Raumfahrtanwendungen erforderlich ist. Mit seiner leichten gewebten Glasverstärkung erreicht TLY-5 nicht nur die elektrische Leistung von Schnittfaseralternativen, sondern übertrifft diese auch in Herstellbarkeit und Ausbeute – was es zu einer zuverlässigen, praxiserprobten Wahl für die Millimeterwellenproduktion in großen Mengen macht.