Welches ist das beste Material für meine Anwendung?

ANTWORT:

Rogers Corporation Microwave Materials Division bietet eine große Auswahl an Mikrowellen-Laminaten für fast alle Anwendungen. Einige Qualitäten haben sehr geringe Verluste, andere sind temperaturstabil, einige sind mechanisch steif, während andere für kostenbewusste Massenapplikationen gedacht sind. Die Wahl fällt Ihnen leichter, wenn Sie wissen, welche Eigenschaften jedes Produkt auszeichnen. Für eine vorgegebene Anwendung gibt es meist mehrere Qualitäten, die für das Design in Frage kommen. Die folgenden Informationen geben Hinweise, wofür die verschiedenen Qualitäten in der Regel eingesetzt werden können.

Einige wesentliche Anwendungsmerkmale wurden als Hilfe ausgewählt, um die Materialauswahl einzugrenzen. Tabelle 1 fasst diese Kriterien zusammen. Die häufigst gestellte Frage lautet: bis zu welcher Frequenz kann ich das Material einsetzen? Das hängt meist von der Anwendung selbst ab. Welche Art von Schaltung soll es werden? (Mikrostrip/Stripline, passive oder aktive aufwendige Signalverarbeitung / Verdrahtungsleitungen). Welche Maße hat die Schaltung, und welche Leistungsstärke wird verwendet? All dies bestimmt die Frequenzgrenze eines Materials. Daher gibt es keine definierten Frequenzobergrenzen für ein bestimmtes Material. Die verschiedenen Kriterien sind folgende:

Militär:

(MIL) Material erfüllt oder ist gepresst gemäß militärischen Spezifikationen

Kommerziell:

(Com) Qualitäten sind für preissensible Anwendungen entwickelt worden (militärisch geprägtes Material kann in kommerziellen Anwendungen zum Einsatz kommen, ist aber teurer).

Multilayer:           

(MLB) Mechanische Eigenschaften sind auf Multilayerkonstruktion abgestimmt.    

Hybrid:

(Hybr) Mechanische Eigenschaften geeignet für FR-4 Hybrid-Multilayer-Konstruktionen.

Breitband:

(Broad) Einsatz auch bei höheren Frequenzen aufgrund der DK (Breitband)

Temperaturzyklen:

(Temp) Einsatz unter größeren Temperaturschwankungen aufgrund der elektrischen und mechanischen Eigenschaften realisierbar.

Oberflächenbestückung:

(Surf) Gute mechanische Eigenschaften für Oberflächenbestückung

Verkleinerung:

(Min) Schaltungsgröße lässt sich durch höhere Dielektrizitätskonstante reduzieren.

RT/duroid 5000 (PTFE/Mikroglasfaser) GR/GP militärische Klassifizierung

Die beiden Produkte dieser Gruppe, RT/duroid 5870 (er = 2,33) und 5880 (er = 2,20) sind schon in den 60er Jahren als Alternative zu PTFE/Glasgewebe mit geringerer Anisotropie der Dielektrizitätskonstante entwickelt worden. Niedrige Dielektrizitätskonstanten und ein äußerst geringer Verlustfaktor sind ideale Voraussetzungen für den Einsatz bei hohen Frequenzen / Breitbandanwendungen, bei denen Streuung und Verluste so weit wie möglich herabgesetzt werden müssen. Wegen ihrer extrem niedrigen Wasseraufnahme sind RT/duroid 5870 und 5880 die Substrate für Applikationen bei höherer Umgebungsfeuchte.

Ultralam 2000 (PTFE/Glasgewebe) GX/GT militärische Klassifizierung

Ultralam 2000 zeichnet sich dadurch aus, dass es militärisch qualifiziert und preisgünstig ist. Für Anwendungen, die sowohl strenge militärische Dokumentation (MIL-S-13949) als auch höheres Kostenbewusstsein erfordern, lässt sich mit dieser Qualität in der Regel eine geeignete Lösung realisieren.

Tabelle 1

RT/duroid/6000 (PTFE/Keramik)

Drei Qualitäten bilden diese Produktfamilie: RT/duroid 6006 (er = 6,15) und 6010 (er = 10.2). Diese Typen wurden entwickelt, um den Designern die Möglichkeit zu bieten, die Schaltungen zu verkleinern. Die hohen Dielektrizitätskonstanten dieser Qualitäten ermöglichen kürzere Signalwellenlängen, und so können die Schaltungen kompakter werden.

RT/duroid 6002 (er = 2.94) wurde entwickelt, um verschiedene Eigenschaften von PTFE Material auszugleichen. Eingeführt Ende der 80er Jahre, bietet dieses Material einmalige Eigenschaften: ausgezeichnete thermale Stabilität der Dielektrizitätskonstante und des Ausdehnungskoeffizienten – vergleichbar mit Kupfer. Diese Qualität eignet sich für Anwendungen in temperaturvariierender Umgebung (Raumfahrt); für Multilayerkonstruktionen wegen ihrer hohen Zuverlässigkeit bei Durchkontaktierungen; sowie für HF-Anwendungen wegen ihres geringen Verlustfaktors.

RO3000® RO3200™(PTFE/Keramik)

Die erste Serie kommerzieller Produkte (RO3000 - Mitte 1990) besteht aus drei Typen: RO 3003 (er = 3,0), RO3006 (er = 6,15) und RO3010 (er = 10.2). Diese Qualitäten vereinigen die für die Mikrowellentechnik erforderlichen elektrischen Eigenschaften mit Temperaturstabilität zu einem Bruchteil der Kosten, die für die militärischen Qualitäten (RT/duroid 5000) anzusetzen sind. Mit einem Ausdehnungskoeffizienten (quer) wie dem von Kupfer und FR-4 in der X-Y-Richtung, kann ein Hybridaufbau RO 3000/FR4 zuverlässig gefertigt werden. Aufgrund des niedrigen Verlustfaktors (tan d = 0,0013 bei 10 GHz). kann RO 3003 auch bei höheren Frequenzen eingesetzt werden.

Die RO3200 Gruppe besteht aus RO 3203 (er = 3,02) und RO 3210 (er = 10,2), entwickelt für Anwendungen, für die die RO 3000 Qualitäten geeignet wären, aber ein Material mit größerer mechanischer Festigkeit erfordern. RO 3200 Substrate stellen eine Verbindung von PTFE/Keramik und PTFE/Glasgewebe mit erhöhter Festigkeit dar. Wie RO 3000 eignet sich auch diese Qualität für Multilayer und Hybridaufbauten mit FR-4.

RO4000®(Duroplast/Glasgewebe/Keramik)

Die RO4003 (er = 3,38) und RO4350 (er = 3,48) Qualitäten wurden ebenfalls für kommerzielle Anwendungen entwickelt. Glasgewebe wird mit einem keramikgefüllten Duroplast-Harz imprägniert, um ein thermisch stabiles, steifes Laminat zu erhalten, mit hervorragenden Eigenschaften für Anwendungen im HF-Bereich. Der größte Vorteil dieses PTFE-freien Basismaterials ist seine einfache Verarbeitung, ähnlich der von FR-4.

In Verbindung mit dem Prepreg RO4403 (er = 3,17) können Sie mit unserem Laminatsystem homogene Multilayerdesigns realisieren. RO4350 ist für die Applikationen gedacht, die Material mit einer UL-Klassifizierung von 94 V-O benötigen.

Preislich mit der RO3000 Gruppe vergleichbar, ist RO4000 die Lösung für Mikrowellenschaltungen in größeren Stückzahlen.