Cual es el mejor material que yo deberia usar para mis aplicaciones?

La división de circuitos microondas de Rogers Corporation tiene una extensa gama de laminados microondas para casi todos los tipos de aplicaciones. Algunos materiales tienen muy bajas pérdidas, otros son muy estables a la temperatura, algunos son rígidos mientras otros han sido diseñados para aplicaciones comerciales de bajo costo. Estar seguro de que producto se debería usar puede ser una tarea difícil a menos que uno comprenda que es lo que hace únicos a estos productos. Para cada aplicación determinada puede haber más de un material que pueda aplicarse, además de que no hay un material que es siempre la mejor elección. La información aquí contenida son las directrices generales respecto a que materiales pueden utilizarse según la aplicación y utilización.

Varios criterios claves se han seleccionado para ayudar en la elección de los materiales a evaluar. La Tabla I resume estos criterios. Una de las característica que se pide frecuentemente pero que es bastante difícil de cuantificar es el límite de frecuencia de los materiales. Esta dependerá mucho del tipo de aplicación. Que tipo de circuito se va a fabricar (microstrip/stripline, pasivo /activo, de señal compleja/línea de transmisión básica ), el tamaño físico y los niveles de potencia necesarios también determinará el límite de frecuencia de un material. Por ello, no hay frecuencia de conjunto limitada sobre ninguno de los materiales.

Los diversos criterios de aplicación son los siguientes;

Militar: Los materiales son aprobados en conformidad con las especificaciones militares.

Comercial: En este segmento los materiales se diseñan para las aplicaciones sensibles al costo (los materiales de grado militar pueden usarse en aplicaciones comerciales pero su valor es más alto)

Multicapa: Sus propiedades mecánicas han de ser tales que permitan una alta fiabilidad en la fabricación de multicapa.

Híbridos: Sus propiedades mecánicas han de permitir fabricar circuitos multicapa fiables con FR4.

Banda Ancha: La constante dieléctrica ha de permitir trabajar en frecuencias muy altas para poder operar en banda ancha.

Temperatura: Las propiedades eléctricas y mecánicas han de permitir su utilización en diferentes temperaturas.

SMD: Las propiedades mecánicas han de permitir la tecnología del montaje superficial.

Miniaturización: La constante dieléctrica reduce el tamaño de los elementos de circuito.

Los dos productos de esta familia son el RT/duroid 5870 (e _r =2.33) y el 5880 (e _r =2.2). Estos son los productos más antiguos de Rogers y fueron desarrollaron en los años 60 como una alternativa al PTFE/fibra de vidrio con menor anisotropía de e _r. La constante dieléctrica es la mas baja de todos los productos y las bajas perdidas dieléctricas hacen de este material la mejor opción para aplicaciones de alta frecuencia / banda ancha, donde la dispersión y las pérdidas necesitan ser minimizada. A causa de su extremadamente baja absorción de agua, RT/duroid 5870 y 5880 son ideales para aplicaciones en ambientes húmedos.

La principal ventaja del Ultralam 2000 reside en que es un producto de bajo costo aprobado bajo normas militares. Las aplicaciones mas indicadas son aquellas que requieran un cumplimiento estricto de las normas militares así como un reducido costo de los materiales.

Hay tres materiales diferentes de esta familia de productos, el RT /duroid 6006 (e _r =6.15) y el 6010 (e _r =10.2) fueron desarrollados a finales de los años 70 como una opción a los diseñadores que deseaban reducir el tamaño de los circuitos. La alta constante dieléctrica de estos materiales permite señales con longitudes de onda mas bajas, y por lo tanto, los circuitos pueden hacerse de menor tamaño.

RT/duroid 6002 (e _r =2.94) fue desarrollado para mejorar varias de las desventajas de los productos a base de PTFE. Presentado a finales de los 80, las propiedades únicas de este material son sus excelentes constante dieléctrica, estabilidad térmica y un coeficiente de expansión térmica equiparable al cobre. Este producto es ideal para aplicaciones en ambientes térmicos variables (espacio), construcciones multicapa, debido a la alta fiabilidad de los taladros metalizados, así como también en aplicaciones de frecuencia relativamente alta a causa de sus bajas pérdidas dieléctricas.

El primero de una serie de productos comerciales desarrollados a mediados de los 90, la gama RO3000 consta de tres productos, RO3003 (e _r =3.0), RO3006 (e _r =6.15) y RO3010 (e _r =10.2). Estos materiales combinan propiedades eléctricas para frecuencias microondas y un rendimiento estable a diferentes temperaturas a un precio menor que su equivalente de grado militar (RT/duroid 6000). Con un coeficiente de expansión térmico equiparado al del cobre y al de FR4 en los planos X-Y, los montajes híbridos RO3000/FR4 pueden fabricarse con alta fiabilidad. El RO3003 puede utilizarse en frecuencias relativamente altas a causa de sus bajas pérdidas dieléctricas (tand =0.0013 a 10 Ghz).

La familia RO3200 se constituye del RO3203 (e _r =3.02) y del RO3210 (e _r =10.2), fueron desarrollados para aplicaciones donde se requería un material similar al RO3000 pero con mayor resistencia mecánica. La gama RO3200 están hechos combinado capas de PTFE/cerámica con PTFE/fibra de vidrio para aumentar la rigidez. Como la familia RO3000, esta gama también puede ser usada para fabricación de circuitos multicapas y circuitos híbridos con FR4.

Los materiales RO4003 (e _r =3.38) y RO4350 (e _r =3.48) fueron diseñados para aplicaciones comerciales. La fibra de vidrio se impregna con una resina termoplástica con carga cerámica para producir un laminado rígido, térmicamente estable con propiedades eléctricas apropiadas para aplicaciones en microondas

Este material es similar al FR4 en cuanto a la integridad mecánica y puede fabricarse con las mismas técnicas convencionales que se utilizan con el FR4. Combinado con el prepreg RO4403 (e _r =3.17) pueden fabricarse complejos circuitos multicapa. El RO4350 a sido diseñado para las aplicaciones que requieren un material clasificado bajo la norma UL 94V0. Con un precio comparable a los de las serie RO3000, la gama RO4000 es una excelente opción para la fabricación de circuitos microondas de bajo costo.

El mercado de circuitos para microondas ha evolucionado mucho en las últimas décadas, ha pasado de programas militares que usan guías de onda a programas comerciales que usan substratos de bajo costo. Rogers Corporation ha sido siempre el líder en la tecnología de substratos para circuitos microondas ofreciendo una amplia gama laminados para este fin.

Así que la tecnología ha ido cambiando los materiales se han ido adaptando a ésta, cualquier producto nuevo a sido diseñado sobre las virtudes de sus predecesores teniendo en cuenta las necesidades de las nuevas aplicaciones. Para hacer esto Rogers a creado un fuerte grupo de I+D para el desarrollo de los materiales del mañana así como para suministrar laminados de microondas para las aplicaciones de hoy.