Industri lamina berpakaian tembaga menyediakan bahan mentah kepada industri PCB. Bahan bersalut tembaga diperbuat daripada plat rata dengan meresapi kain gentian kaca elektronik dengan pelekat resin, kemudian mengeringkan, memotong dan melaminakannya menjadi bahan plat.
Kerajang tembaga digunakan pada satu atau kedua-dua belah dan kemudian ditekan panas. Ia digunakan terutamanya dalam pembuatan papan litar bercetak dan berfungsi sebagai penyambung, penebat, dan sokongan untuk PCB ini. Kerajang tembaga elektrolitik, kertas pulpa kayu, kain gentian kaca, resin dan bahan mentah lain digunakan di hulu dalam rantaian perindustrian. Produk hiliran termasuk PCB.
Rangkaian 5G komersial pertama tersedia pada tahun 2019. Pengeluar PCB hiliran menghasilkannya ke papan litar frekuensi tinggi yang sesuai untuk aplikasi frekuensi tinggi, termasuk antena, penguat hingar rendah, penapis dan penguat kuasa. Sistem bantu automotif, teknologi aeroangkasa, komunikasi satelit, TV satelit dan medan komunikasi frekuensi tinggi yang lain.
Papan Litar PCB mesti memenuhi piawaian yang lebih tinggi untuk teknologi frekuensi tinggi 5G.
Apakah litar frekuensi tinggi?
Litar frekuensi tinggi ialah litar frekuensi radio yang beroperasi pada frekuensi lebih tinggi daripada 1GHz. Apabila komunikasi mudah alih berkembang daripada 2G, 3G kepada 4G, jalur frekuensi komunikasi telah meningkat daripada 800MHz sehingga 2.5GHz. Jalur frekuensi komunikasi ditetapkan untuk dipertingkatkan pada zaman 5G.
Dari segi frekuensi radio, papan PCB akan termasuk elemen antena dan penapis. Mengikut keperluan Kementerian Perindustrian dan Teknologi Maklumat dijangka bahawa penggunaan awal 5G akan menggunakan jalur frekuensi 3.5GHz, dan jalur frekuensi 4G terutamanya 2GHz. Gelombang milimeter ialah gelombang elektromagnet yang mempunyai panjang gelombang antara 1 dan 10 milimeter dalam jalur 30-300GHz.
Teknologi gelombang milimeter akan digunakan apabila pengkomersilan 5G dilakukan secara besar-besaran. Ia menawarkan prestasi yang lebih baik, dengan spektrum yang luas, lebar jalur 1GHz dalam julat 28GHz dan 2GHz dalam setiap saluran 60GHz.
PCB mesti memenuhi keperluan berikut untuk mencapai frekuensi tinggi, kelajuan tinggi dan untuk mengatasi isu kuasa penembusan rendah dan kelajuan pengecilan pantas gelombang milimeter.
- Kerugian penghantaran yang rendah
- Kelewatan penghantaran rendah
- Kawalan ketepatan galangan tinggi.
Dua cara boleh meningkatkan frekuensi PCB. Yang pertama adalah dengan meningkatkan keperluan pemprosesan PCB. Yang kedua ialah menggunakan CCL frekuensi tinggi, bahan substrat yang direka untuk aplikasi frekuensi tinggi.
Terdapat dua petunjuk utama untuk mengukur prestasi:
Pemalar dielektrik (Dk)
Faktor kehilangan dielektrik (Df).
Lebih rendah Dk dan Df, lebih stabil dan lebih baik prestasi substrat frekuensi tinggi. Papan PCB lebih besar dan mempunyai lebih banyak lapisan dalam papan RF. Ini bermakna bahawa bahan asas mesti mempunyai rintangan haba yang lebih tinggi.
Apakah bahan yang digunakan untuk papan PCB frekuensi tinggi dan berkelajuan tinggi?
Papan PCB diperbuat daripada pelbagai bahan yang boleh digunakan untuk aplikasi frekuensi tinggi dan berkelajuan tinggi: resin hidrokarbon, PTFE, LCP (polimer kristal cecair), PPE/PPO dll.
1) Resin Hidrokarbon
Resin hidrokarbon merujuk kepada homopolimer atau kopolimer poliolefin, termasuk kopolimer stirena butadiena, homopolimer butadiena, stirena, homopolimer, kopolimer stirena/divinilbenzena, kopolimer stirena-Butadiena-divinilbenzena, dsb.
A.Sifat dielektrik yang sangat baik: Dk2.4/Df0.0002
B. Rintangan haba yang lebih tinggi
C. Rintangan kimia yang baik
D. Lekatan yang lemah
2) membran fleksibel PTFE
Resin PTFE dicirikan oleh suhu lebur yang tinggi, dan kelikatan leburan. Penyerakan resin ialah bentuk produk biasa, begitu juga dengan ampaian resin dan serbuk resin. Kaedah pemprosesan termasuk penyemperitan/acuan dan penyemperitan/acuan. PTFE mesti diubah suai dan dipertingkatkan untuk mengatasi batasannya, seperti pekali pengembangan linear yang besar atau kekonduksian terma yang rendah. Produk membran yang diubah suai termasuk:
PTFE+seramik
PTFE + kain gentian kaca
PTFE + Seramik + Kain Gentian Kaca
3) Polimer kristal cecair LCP
LCP juga dikenali sebagai polimer Kristal Cecair. Ia adalah plastik kejuruteraan khas berprestasi tinggi yang dibangunkan pada tahun 1980-an.
Hablur cecair dikelaskan mengikut keadaan pembentukannya. LCP Termotropik dipanaskan sehingga ia cair, manakala LCP Lyotropic dibubarkan ke dalam pelarut.
Bahan ini, apabila dicairkan atau dilarutkan dalam pelarut akan kehilangan sifat makroskopiknya seperti saiz, bentuk dan ketegaran, tetapi mengekalkan orientasi kristal. Keadaan peralihan terbentuk yang bersifat anisotropik dan mempunyai kecairan cecair dengan susunan molekul kristal yang teratur. Keadaan pertengahan ini ialah fasa kristal cecair.
Terdapat tiga jenis LCP yang tersedia secara komersial.
A.kopolimerisasi dengan monomer molekul polifenyl tegar.
B.memasukkan cincin naftalena ke dalam molekul;
C.gunakan segmen alifatik sebagai sebahagian daripada rantai molekul.
Takat lebur pelbagai jenis LCP berbeza mengikut struktur molekulnya. Secara umum, rintangan haba LCP disusun sebagai jenis I>jenis 2>jenis 3.
4) PPE/PPO
Polyphenylene Ether ialah plastik kejuruteraan berkekuatan tinggi yang telah dibangunkan pada tahun 1960. Nama kimianya ialah poly2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether, dirujuk sebagai PPO (Polyphenylene Oxide) atau PPE (Polypheylene ether).
Dua kumpulan metil menyekat titik aktif dua kedudukan orto dalam kumpulan fenolik, menjadikan bahan tegar, stabil dan tahan haba menjadi lebih tinggi.
Rintangan haba dikurangkan oleh ikatan eter, tetapi fleksibiliti meningkat.
Dua kumpulan metil adalah kumpulan hidrofobik bukan kutub yang mengurangkan penyerapan air, kekutuban, dan makromolekul PPO. Mereka juga menyekat dua titik aktif dalam kumpulan fenolik supaya tiada kumpulan fenolik yang boleh dihidrolisiskan.
Ia sangat higroskopik dan tahan terhadap air. Ia mempunyai sifat yang baik, kestabilan dimensi dan penebat elektrik. Ketegaran struktur molekul, serta daya antara rantai molekul, menjadikannya sukar untuk segmen molekul berputar. Ini menghasilkan takat lebur yang tinggi, kelikatan tinggi dan kecairan yang lebih rendah.
Kesimpulan
Di atas adalah bahan yang biasa digunakan untuk pembuatan PCB berkelajuan tinggi dan frekuensi tinggi. Dengan kemajuan teknologi, kami percaya bahawa akan ada lebih banyak bahan yang lebih baik yang boleh memberikan prestasi pembuatan PCB.
