Substrat PCB mana yang umum digunakan dalam desain antena?

Dalam desain antena, beberapa jenis substrat PCB umum digunakan, masing-masing memiliki sifat dielektrik, proses manufaktur, dan kesesuaian aplikasi yang berbeda:

FR-4

FR-4 adalah substrat hemat biaya yang menawarkan kekuatan mekanis dan kinerja insulasi yang baik, dengan konstanta dielektrik tipikal (Dk) antara 4.0 dan 4.5. FR-4 banyak digunakan untuk antena pada perangkat komunikasi nirkabel umum, seperti antena jarak pendek Bluetooth dan Wi-Fi. FR-XNUMX sangat cocok untuk aplikasi yang sensitif terhadap biaya dan memiliki persyaratan kinerja moderat.

Rogers

Material Rogers memiliki konstanta dielektrik dan faktor disipasi yang rendah, sehingga membantu mengurangi kehilangan transmisi sinyal. Berbagai seri Rogers menawarkan konstanta dielektrik mulai dari 2.2 hingga 10, memenuhi berbagai kebutuhan desain. Material ini umumnya digunakan dalam desain antena frekuensi tinggi seperti antena gelombang milimeter, antena komunikasi satelit, dan sistem nirkabel lainnya yang menuntut kualitas sinyal tinggi. Model-model yang umum digunakan antara lain Rogers 5880, Rogers 3003, Rogers 4350B, dan seri Rogers 5880LZ dengan Dk rendah.

Takonik

Substrat Taconic juga memiliki konstanta dielektrik rendah yang membantu mengurangi penundaan dan distorsi sinyal, sehingga cocok untuk aplikasi frekuensi tinggi. Konstanta dielektrik berbagai model bervariasi, biasanya berkisar antara 2 dan 5, sehingga ideal untuk gelombang milimeter dan skenario frekuensi tinggi lainnya. Model-model yang terkenal antara lain TLY-5, terbuat dari kain kaca tenun yang sangat ringan, menawarkan keunggulan seperti stabilitas dimensi, faktor disipasi rendah, penyerapan air rendah, kekuatan kupas tembaga yang tinggi, dan konstanta dielektrik yang konsisten. TLY-5 sering digunakan dalam radar otomotif, komunikasi satelit/seluler, penguat daya, LNB, LNA, LNC, dan pada pita frekuensi seperti Ka, E, dan W. RF-35™ adalah model populer lainnya untuk berbagai desain frekuensi tinggi.

Substrat PTFE (Politetrafluoroetilena)

Material PTFE memiliki konstanta dielektrik yang stabil, biasanya antara 2.0 dan 3.0, dengan rugi-rugi yang sangat rendah, sehingga cocok untuk transmisi sinyal frekuensi tinggi. PTFE umumnya digunakan dalam desain antena berpresisi tinggi dan berkinerja tinggi, seperti antena radar, antena antariksa, dan sirkuit RF frekuensi tinggi lainnya.

Substrat Berisi Keramik

Substrat ini menyesuaikan konstanta dielektrik dengan memvariasikan rasio pengisi keramik. Substrat ini memiliki kekuatan mekanis dan ketahanan panas yang lebih tinggi, sehingga dapat membantu mengurangi biaya sekaligus mempertahankan kinerja RF yang baik. Substrat berisi keramik banyak digunakan dalam desain antena frekuensi menengah hingga tinggi seperti antena komunikasi 5G, dan cocok untuk antena miniatur yang membutuhkan ukuran dan kinerja spesifik.

Substrat Wangling

Wangling adalah merek domestik (Tiongkok) yang menawarkan laminasi berlapis tembaga berbahan kain serat kaca PTFE yang umum, seperti seri F4BM dan F4BME, serta laminasi berlapis tembaga berbahan kain serat kaca PTFE yang diisi keramik, seperti F4BTM dan F4BTME. Seri substrat dielektrik komposit mereka (TP, TF) menawarkan konstanta dielektrik yang dapat dikontrol antara 3.0 dan 25, dengan rugi disipasi rendah dan pergeseran termal yang rendah. Satu pertimbangan: ketika produsen PCB menggunakan material Wangling untuk pertama kalinya, beberapa masalah proses mungkin muncul karena kurangnya pemahaman.

Catatan Penting untuk Simulasi dan Desain:

lKetebalan papan umumnya harus kelipatan sekitar 0.254 mm. Hindari pengaturan ketebalan khusus seperti 0.4 mm, karena stok PCB yang sesuai mungkin tidak tersedia untuk produksi dan validasi.

lUntuk papan yang lebih tebal dari 1.5 mm, pertimbangkan untuk menggunakan material Wangling dalam negeri.

lSaat merancang papan multi-lapis, perhatikan koefisien ekspansi termal (CTE) sumbu Z substrat, diukur dalam ppm/°C. Umumnya, substrat dengan konstanta dielektrik yang lebih rendah memiliki CTE sumbu Z yang lebih tinggi, yang dapat menyebabkan masalah selama proses manufaktur jika dikombinasikan dengan material lain. Untuk desain multi-lapis, sebaiknya gunakan substrat dengan Dk yang lebih tinggi dengan CTE yang lebih rendah untuk mengurangi tingkat cacat.

Jenis-jenis Foil Tembaga: Digulung vs. Elektrolit

Pada frekuensi gelombang milimeter, kekasaran permukaan foil tembaga secara signifikan memengaruhi rugi-rugi konduktor saluran transmisi. Berdasarkan proses manufaktur dan kinerjanya, foil tembaga PCB dibagi menjadi dua jenis: foil tembaga Rolled Annealed (RA) dan foil tembaga Electrolytic (ED).

Foil Tembaga Anil Gulung (RA)

Diproduksi melalui penggulungan dan kompresi berkelanjutan dari ingot tembaga murni, foil RA memiliki permukaan yang sangat halus dan kekasaran yang sangat rendah, sehingga menghasilkan konduktivitas yang sangat baik. Foil RA sangat cocok untuk transmisi sinyal frekuensi tinggi. Namun, foil RA cenderung lebih mahal dan memiliki keterbatasan ketebalan tertentu.

Foil Tembaga Elektrolit (ED)

Foil tembaga ED diproduksi melalui proses elektroplating, menghasilkan dua sisi: satu halus dan satu kasar. Sisi kasar membantu merekatkan foil ke substrat, sementara sisi halus digunakan untuk pelapisan atau penggoresan. Foil tembaga ED lebih terjangkau dan memiliki rentang ketebalan yang lebih luas. Namun, kekasaran permukaannya yang lebih tinggi menyebabkan kehilangan konduktor yang lebih tinggi, sehingga kurang cocok untuk aplikasi frekuensi tinggi.

Penolakan: Artikel ini bersumber dari internet dan hanya mewakili pandangan pribadi penulis. Artikel ini tidak mencerminkan pandangan Kinghelm atau industri secara keseluruhan. Konten ini dibagikan di sini semata-mata untuk tujuan repost dan berbagi informasi. Kami mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual — harap sebutkan sumber dan penulis asli saat memposting ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk penghapusan.