Pourquoi choisir le CER-10 plutôt que d'autres stratifiés à haute densité pour les composants RF compacts?

Introduction

Dans la conception de circuits hyperfréquences haute fréquence, parvenir à la miniaturisation des circuits tout en conservant d’excellentes performances électriques constitue un défi constant. L'une des stratégies les plus efficaces pour réduire la taille des circuits consiste à utiliser un matériau de substrat présentant une constante diélectrique (Dk) élevée. Les matériaux Dk plus élevés permettent des longueurs d'onde plus courtes dans le substrat, permettant ainsi des composants passifs plus petits tels que des coupleurs, des filtres et des résonateurs.

Taconic CER-10 est un stratifié organique-céramique haut de gamme de la famille de produits ORCER®, spécialement conçu pour répondre à ce besoin. Avec une constante diélectrique nominale de 10,0 et un faible facteur de dissipation de 0,0035 à 10 GHz, le CER-10 permet une miniaturisation significative des circuits tout en maintenant une faible perte de signal. Cela en fait un choix idéal pour les assemblages micro-ondes compacts, les amplificateurs de puissance et les composants passifs basés sur des guides d'ondes.

Cet article fournit un aperçu complet des propriétés du stratifié CER-10, un exemple détaillé de conception de PCB à 2 couches et des informations clés sur l'approvisionnement pour les ingénieurs et les professionnels des achats.

Qu'est-ce que le stratifié Taconic CER-10 ?

Taconic CER-10 est un stratifié organique-céramique qui combine la technologie avancée de remplissage en céramique de Taconic avec sa profonde expertise dans la fibre de verre PTFE enduite. Le matériau est basé sur un renfort en verre tissé, qui assure une excellente stabilité dimensionnelle et une résistance à la flexion améliorée.

Le CER-10 présente une force de liaison interlaminaire et une résistance à la soudure exceptionnelles, garantissant des performances fiables dans les environnements de fabrication et d'exploitation exigeants. Sa composition exclusive se traduit par une très faible absorption d'humidité (0,02 %) et des propriétés électriques uniformes dans tout le matériau.

Le faible coefficient de dilatation thermique du matériau sur l'axe Z (CTE de 46 ppm/°C) permet une intégrité fiable des trous métallisés (PTH), même dans des environnements thermiques extrêmes, ce qui le rend adapté aux applications soumises à des cycles de température et à des chocs thermiques.

Différenciateur clé : constante diélectrique élevée pour la miniaturisation des circuits

Avec un Dk de 10,0, le CER-10 est nettement supérieur aux matériaux RF standard comme le RO4350B (Dk ~3,48) ou les stratifiés à base de PTFE (Dk ~2,2-2,6). Ce Dk élevé permet :

Jusqu'à 50 à 60 % de réduction de la taille des composants pour les résonateurs quart d'onde, les coupleurs et les filtres

Dispositions de circuits imprimés plus compactes pour les applications à espace limité

Conceptions à profil plus bas sans compromettre les performances électriques

Propriétés du stratifié CER-10

Résumé des fonctionnalités et des avantages

Offres standards

Les stratifiés CER-10 sont disponibles dans une variété d'épaisseurs standards, de tailles de panneaux et d'options de revêtement en cuivre.

Remarque : D'autres épaisseurs peuvent être disponibles sur demande.

Tailles de panneaux et revêtements standard

Exemple de conception de PCB à 2 couches utilisant CER-10

Pour démontrer l'application pratique du CER-10, voici un cas complet de conception de PCB rigide à 2 couches.

Spécifications de conception de PCB

Observations de conception

Cette conception comprend une carte compacte de 67 mm × 55,9 mm avec 28 composants et seulement 2 réseaux. Les principales observations comprennent :

Nombre élevé de vias (25 vias) – Reflète la nécessité d'une mise à la terre ou d'un blindage fréquent dans une conception à micro-ondes

Pas de masque de soudure – Un choix délibéré pour les applications micro-ondes où le masque de soudure pourrait introduire des effets diélectriques indésirables ou une capacité parasite.

Pas de sérigraphie – Maintient une surface RF propre et évite la contamination

Finition Immersion Silver – Offre une excellente conductivité et planéité pour l'intégrité du signal micro-ondes ; préféré à ENIG pour certaines applications RF

Conformité IPC-Class-2 – Garantit la fiabilité pour les applications commerciales et industrielles

Dk élevé du CER-10 (10,0) – Permet une miniaturisation significative des composants passifs sur cette carte compacte

Points saillants du processus de fabrication

Traitement standard du PTFE – le CER-10 peut être cisaillé, percé, fraisé et plaqué en utilisant des méthodes standard pour les matériaux PTFE/fibre de verre tissée

Aucune préparation spécialisée – Contrairement à certains matériaux PTFE, le CER-10 peut être traité avec des techniques conventionnelles

Capacité de pas fin – trace/espacement de 5/6 mil prend en charge les configurations de circuits micro-ondes denses

Applications typiques

La combinaison unique du CER-10 d'un Dk élevé, de faibles pertes et d'excellentes propriétés mécaniques le rend idéal pour une large gamme d'applications micro-ondes :

-amplificateurs de puissance

-filtres guide d'ondes

-coupleurs directionnels

-autres composants passifs micro-ondes

Conclusion

Les stratifiés Taconic CER-10 offrent une proposition de valeur unique et convaincante pour les concepteurs de circuits micro-ondes : une constante diélectrique élevée (10,0) combinée à une faible perte (0,0035 à 10 GHz) et d'excellentes propriétés mécaniques. Cette combinaison permet une miniaturisation significative des circuits, un avantage essentiel dans les applications à espace limité telles que les amplificateurs de puissance compacts, les filtres de guide d'onde et les coupleurs directionnels.

Les principaux avantages comprennent :

Miniaturisation des circuits – Jusqu'à 60 % de réduction de la taille des composants passifs

Faible perte – Df de 0,0035 à 10 GHz maintient l'intégrité du signal

Excellente stabilité dimensionnelle – Renfort en verre tissé avec CTE de 13/15 ppm/°C (X/Y)

PTH fiables – Le faible CTE sur l'axe Z de 46 ppm/°C garantit la fiabilité dans les environnements thermiques

Faible absorption d'humidité (0,02 %) – Performances électriques stables dans des conditions humides

Certifié NASA à faible dégazage – Convient aux applications aérospatiales et spatiales

Inflammabilité V-0 – Conforme à la norme UL 94 pour les systèmes critiques pour la sécurité

Traitement standard – Peut être cisaillé, percé, fraisé et plaqué en utilisant les méthodes PTFE standard

Qu'il soit utilisé dans des amplificateurs de puissance, des filtres de guide d'ondes ou d'autres composants passifs micro-ondes, le CER-10 offre une solution fiable et hautes performances pour les applications haute fréquence exigeantes.