Những loại vật liệu nền PCB nào thường được sử dụng trong thiết kế ăng-ten?

Trong thiết kế ăng-ten, có một số loại chất nền PCB thường được sử dụng, mỗi loại có các đặc tính điện môi, quy trình sản xuất và khả năng ứng dụng khác nhau:

KHÔNG ai

FR-4 là một loại vật liệu nền tiết kiệm chi phí, có độ bền cơ học và hiệu suất cách điện tốt, với hằng số điện môi (Dk) điển hình từ 4.0 đến 4.5. Vật liệu này được sử dụng rộng rãi cho ăng-ten trong các thiết bị truyền thông không dây nói chung, chẳng hạn như ăng-ten tầm ngắn Bluetooth và Wi-Fi. FR-4 đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng nhạy cảm về chi phí và yêu cầu hiệu suất ở mức trung bình.

Rogers

Vật liệu Rogers có hằng số điện môi thấp hơn và hệ số tiêu tán thấp, giúp giảm thiểu suy hao truyền dẫn tín hiệu. Các dòng Rogers khác nhau cung cấp hằng số điện môi từ khoảng 2.2 đến 10, đáp ứng nhiều nhu cầu thiết kế khác nhau. Chúng thường được sử dụng trong các thiết kế ăng-ten tần số cao như ăng-ten sóng milimet, ăng-ten truyền thông vệ tinh và các hệ thống không dây khác đòi hỏi chất lượng tín hiệu cao. Các mẫu điển hình bao gồm Rogers 5880, Rogers 3003, Rogers 4350B và dòng Rogers 5880LZ có DK thấp.

chiến thuật

Đế Taconic cũng có hằng số điện môi thấp, giúp giảm độ trễ và méo tín hiệu, phù hợp cho các ứng dụng tần số cao. Hằng số điện môi của các model khác nhau rất đa dạng, thường nằm trong khoảng từ 2 đến 5, lý tưởng cho sóng milimet và các ứng dụng tần số cao khác. Các model đáng chú ý bao gồm TLY-5, được làm từ vải thủy tinh dệt rất nhẹ, mang lại những ưu điểm như độ ổn định kích thước, hệ số tiêu tán thấp, độ hút ẩm thấp, độ bền bóc tách đồng cao và hằng số điện môi ổn định. TLY-5 thường được sử dụng trong radar ô tô, thông tin vệ tinh/di động, bộ khuếch đại công suất, LNB, LNA, LNC và trong các dải tần số như Ka, E và W. RF-35Ω là một model phổ biến khác cho nhiều thiết kế tần số cao.

Chất nền PTFE (Polytetrafluoroethylene)

Vật liệu PTFE có hằng số điện môi ổn định, thường nằm trong khoảng từ 2.0 đến 3.0, với độ suy hao cực thấp, phù hợp cho việc truyền tín hiệu tần số cao. PTFE thường được sử dụng trong các thiết kế ăng-ten hiệu suất cao, độ chính xác cao, chẳng hạn như ăng-ten radar, ăng-ten hàng không vũ trụ và các mạch RF tần số cao khác.

Chất nền chứa gốm

Các chất nền này điều chỉnh hằng số điện môi bằng cách thay đổi tỷ lệ vật liệu độn gốm. Chúng có độ bền cơ học và khả năng chịu nhiệt cao hơn, đồng thời có thể giúp giảm chi phí trong khi vẫn duy trì hiệu suất RF tốt. Các chất nền độn gốm được sử dụng rộng rãi trong các thiết kế ăng-ten tần số trung bình đến cao như ăng-ten truyền thông 5G và phù hợp với các ăng-ten thu nhỏ đòi hỏi các mục tiêu cụ thể về kích thước và hiệu suất.

Chất nền Wangling

Wangling là một thương hiệu nội địa (Trung Quốc) cung cấp các tấm laminate phủ đồng bằng vải sợi thủy tinh PTFE thông dụng, như dòng F4BM và F4BME, cũng như các tấm laminate phủ đồng bằng gốm sợi thủy tinh PTFE, như F4BTM và F4BTME. Dòng vật liệu nền điện môi tổng hợp (TP, TF) của họ cung cấp hằng số điện môi có thể được kiểm soát trong khoảng từ 3.0 đến 25, với tổn thất tản nhiệt thấp và độ trôi nhiệt thấp. Một điểm cần lưu ý: khi các nhà sản xuất PCB sử dụng vật liệu Wangling lần đầu tiên, một số vấn đề về quy trình có thể phát sinh do chưa quen thuộc.

Lưu ý quan trọng cho mô phỏng và thiết kế:

lĐộ dày của bo mạch thường phải là bội số của khoảng 0.254 mm. Tránh đặt độ dày tùy chỉnh như 0.4 mm, vì có thể không có sẵn PCB tương ứng để sản xuất và xác nhận.

lĐối với ván dày hơn 1.5 mm, hãy cân nhắc sử dụng vật liệu Wangling trong nước.

lKhi thiết kế bo mạch nhiều lớp, hãy đặc biệt chú ý đến hệ số giãn nở nhiệt trục Z (CTE, đo bằng ppm/°C) của vật liệu nền. Nhìn chung, vật liệu nền có hằng số điện môi thấp hơn có CTE trục Z cao hơn, điều này có thể dẫn đến các vấn đề trong quá trình sản xuất nếu kết hợp với các vật liệu khác. Đối với thiết kế nhiều lớp, tốt hơn nên sử dụng vật liệu nền có Dk cao hơn với CTE thấp hơn để giảm tỷ lệ lỗi.

Các loại lá đồng: Cán so với Điện phân

Ở tần số sóng milimet, độ nhám của bề mặt lá đồng ảnh hưởng đáng kể đến tổn thất điện dẫn trên đường dây truyền tải. Dựa trên quy trình sản xuất và hiệu suất, lá đồng PCB chủ yếu được chia thành hai loại: lá đồng cán nóng (RA) và lá đồng điện phân (ED).

Lá đồng cán nóng (RA)

Được sản xuất bằng cách cán và nén liên tục các thỏi đồng nguyên chất, lá RA có bề mặt rất mịn và độ nhám cực thấp, mang lại khả năng dẫn điện tuyệt vời. Nó đặc biệt thích hợp cho việc truyền tín hiệu tần số cao. Tuy nhiên, lá RA thường đắt hơn và có một số hạn chế về độ dày.

Lá đồng điện phân (ED)

Lá đồng ED được sản xuất bằng phương pháp mạ điện, tạo ra hai mặt: một mặt nhẵn và một mặt nhám. Mặt nhám giúp liên kết lá đồng với vật liệu nền, trong khi mặt nhẵn được sử dụng để mạ hoặc khắc. Lá đồng ED có giá cả phải chăng hơn và có thể đáp ứng nhiều độ dày khác nhau. Tuy nhiên, độ nhám bề mặt cao hơn dẫn đến suy hao dẫn điện cao hơn, khiến nó ít phù hợp cho các ứng dụng tần số cao.

Disclaimer: Bài viết này được lấy từ internet và chỉ thể hiện quan điểm cá nhân của tác giả. Nó không phản ánh quan điểm của Kinghelm hoặc toàn ngành. Bài viết được chia sẻ ở đây chỉ nhằm mục đích đăng lại và chia sẻ thông tin. Chúng tôi ủng hộ việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ — vui lòng ghi rõ nguồn và tác giả khi đăng lại. Nếu có bất kỳ vi phạm nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi để gỡ bỏ.