Qui fabrique des PCB utilisant le TMM6 avec une finition de surface exempte de nickel EPIG?

Introduction

Dans la conception de circuits haute fréquence, il est souvent difficile d’atteindre le juste équilibre entre performances électriques, fiabilité mécanique et fabricabilité. Rogers TMM6, qui fait partie de la famille TMM® (Thermoset Microwave Materials), relève ce défi en combinant de nombreuses caractéristiques souhaitables des substrats céramiques avec la facilité des techniques de traitement des substrats souples.

Le TMM6 est un composite polymère thermodurci à base d'hydrocarbures et de céramique conçu pour une fiabilité élevée des trous plaqués (PTH) dans les applications de lignes à ruban et microruban. Avec une constante diélectrique de 6,00 ± 0,08 et un faible facteur de dissipation de 0,0023 à 10 GHz, le TMM6 offre une valeur Dk unique qui comble un écart important entre les matériaux PTFE à faible Dk et les substrats céramiques à Dk plus élevé.

Contrairement aux matériaux à base de PTFE, le TMM6 est une résine thermodurcie qui ne ramollit pas lorsqu'elle est chauffée, permettant une liaison fiable des fils sans soulèvement des tampons ni déformation du substrat. Son coefficient de dilatation thermique (CTE) étroitement adapté à celui du cuivre garantit une fiabilité exceptionnelle des trous plaqués, tandis que sa conductivité thermique est environ deux fois supérieure à celle des stratifiés PTFE/céramique traditionnels, facilitant ainsi une évacuation efficace de la chaleur.

Cet article fournit un aperçu complet des propriétés du stratifié TMM6, 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 Rogers TMM6 ?

Rogers TMM6 est un matériau micro-ondes thermodurci de la série TMM, qui comprend une large gamme de constantes diélectriques de 3,0 à 10,0. Le TMM6, avec un Dk de 6,0, est spécifiquement conçu pour les applications nécessitant une constante diélectrique plus élevée que les matériaux PTFE traditionnels, mais sans la fragilité ou les défis de traitement des substrats en céramique pure.

Différenciateur clé : résine thermodurcissable aux performances similaires à celles de la céramique

Le TMM6 offre plusieurs avantages uniques par rapport aux substrats à base de PTFE et en céramique :

Tableau complet des propriétés des matériaux

Le tableau suivant regroupe toutes les propriétés électriques, thermiques, mécaniques et physiques des stratifiés TMM6 dans une seule référence complète.

Remarques :
1. Une exposition prolongée dans un environnement oxydant peut entraîner des modifications des propriétés diélectriques des matériaux à base d'hydrocarbures. Rogers recommande d'évaluer l'adéquation de chaque combinaison de matériaux et de conception sur toute la durée de vie du produit.
2. La conception Dk est une moyenne de plusieurs lots testés sur les épaisseurs les plus courantes. Contactez Rogers pour obtenir des informations détaillées.

Les valeurs typiques sont une représentation d'une valeur moyenne pour la population de la propriété. Pour les valeurs de spécification, contactez Rogers Corporation.

Résumé des fonctionnalités et des avantages

Stabilité thermique exceptionnelle

Le TMM6 présente un coefficient thermique de constante diélectrique (TCDk) de seulement -11 ppm/°K, soit exceptionnellement bas pour un matériau Dk 6,0. Cela garantit que la constante diélectrique reste stable sur une large plage de températures (-55°C à +125°C), essentielle pour les applications fonctionnant dans des environnements extrêmes telles que les communications par satellite et les systèmes aérospatiaux.

CTE adapté au cuivre pour la fiabilité du PTH

Les valeurs CTE du TMM6 (18/18/26 ppm/K en X/Y/Z) sont étroitement liées à celles du cuivre (17 ppm/°C). Cette correspondance minimise les contraintes thermiques sur les trous métallisés pendant les cycles de température, ce qui entraîne :

Fiabilité élevée du PTH – Excellentes performances dans les applications de chocs thermiques

Faible retrait par gravure – Stabilité dimensionnelle pendant la fabrication

Soulèvement réduit des pastilles – Soudure et liaison filaire fiables

Conductivité thermique élevée

Avec une conductivité thermique de 0,72 W/m/K, le TMM6 offre environ deux fois la conductivité thermique des stratifiés PTFE/céramique traditionnels (généralement 0,26 à 0,35 W/m/K). Cela facilite une évacuation efficace de la chaleur des amplificateurs de puissance et autres circuits RF de haute puissance, prolongeant ainsi la durée de vie des composants et améliorant la fiabilité.

Avantages du thermodurci par rapport au PTFE

Contrairement aux matériaux à base de PTFE, la résine thermodurcie du TMM6 :

Ne ramollit pas lorsqu'il est chauffé – Permet la liaison des fils sans soulever le tampon

Ne nécessite pas de traitement au naphtanate de sodium – Simplifie le placage autocatalytique

Résiste au fluage et à l’écoulement à froid – Maintient la stabilité dimensionnelle sous contrainte mécanique

Offre des performances constantes à toutes les températures de traitement

Offres standards

Les stratifiés TMM6 sont disponibles dans une gamme complète d'épaisseurs, de tailles de panneaux et d'options de revêtement en cuivre.

Tailles de panneaux et revêtements standard

Exemple de conception de PCB à 2 couches utilisant TMM6

Pour démontrer l'application pratique du TMM6, voici un cas complet de conception de PCB rigide à 2 couches.

Spécifications de conception de PCB

Observations de conception

Cette carte (85,6 mm × 99,75 mm) présente un nombre de composants modéré (23 composants) avec seulement 2 réseaux, suggérant un module fonctionnel RF ou micro-ondes dédié. Les principales observations comprennent :

Épaisseur diélectrique de 50 mil (1,27 mm) – Offre une résistance mécanique robuste et un contrôle d'impédance fiable pour les circuits micro-ondes

Finition de surface EPIG (sans nickel) – La finition Electroless Palladium Immersion Gold offre une excellente capacité de liaison et de brasage des fils sans nickel, ce qui peut être problématique pour certaines applications RF (pas d'interférence magnétique/nickel)

Pas de masque de soudure – Préserve les caractéristiques de faible perte du matériau thermodurci ; évite les effets diélectriques indésirables

Pas de sérigraphie – Maintient une surface RF propre ; évite les contaminations

Dk de 6,0 du TMM6 – Permet la miniaturisation des circuits par rapport aux matériaux à Dk inférieur ; conceptions compactes de filtres et de coupleurs

Propriétés thermodurcies du TMM6 – Liaison filaire fiable et fiabilité PTH

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

Points saillants du processus de fabrication

Aucun traitement spécialisé : le TMM6 peut être fabriqué à l'aide de tous les processus PWB courants ; aucun traitement au naphtanate de sodium n'est requis

Résistance chimique – Résistant aux agents de gravure et aux solvants utilisés dans la production de PCB

Excellente fiabilité du PTH – le CTE adapté au cuivre garantit des trous métallisés fiables

Capacité de pas fin – trace/espacement de 4/6 mil prend en charge les conceptions RF haute densité

Tests 100 % électriques – Garantit l’intégrité fonctionnelle de chaque carte

Applications typiques

- Circuits RF et micro-ondes

- Amplificateurs de puissance et combineurs

- Filtres et coupleur

- Systèmes de communication par satellite

- Antennes de systèmes de positionnement global

- Antennes patch

- Polariseurs et lentilles diélectriques

- Testeurs de puces

Conclusion

Les stratifiés Rogers TMM6 offrent une combinaison convaincante de constante diélectrique élevée (6,00 ± 0,08), de faibles pertes (0,0023 à 10 GHz) et d'une fiabilité thermodurcissable exceptionnelle, le tout sans les exigences de traitement spécialisées des matériaux à base de PTFE. Avec un CTE adapté au cuivre (18/18/26 ppm/K), une conductivité thermique de 0,72 W/m·K et une résine thermodurcie qui permet une liaison fiable des fils, le TMM6 est parfaitement adapté aux applications RF et micro-ondes exigeantes.

Les principaux avantages comprennent :

Dk élevé de 6,00 – Permet la miniaturisation des circuits par rapport aux matériaux à Dk inférieur

Faible perte (Df = 0,0023) – Maintient l'intégrité du signal dans les circuits micro-ondes

Résine thermodurcie – Ne ramollit pas lorsqu’elle est chauffée ; liaison filaire fiable ; pas de soulèvement des tampons

CTE adapté au cuivre – Excellente fiabilité du PTH ; faible retrait de gravure

Conductivité thermique élevée (0,72 W/m·K) – Évacuation efficace de la chaleur ; environ 2 fois mieux que les stratifiés PTFE/céramique

Aucun traitement au PTFE – Aucun traitement au naphtanate de sodium requis ; tous les processus PWB courants

Large gamme d'épaisseurs – Disponible de 0,015" à 0,500"

TCDk de -11 ppm/°K – Dk exceptionnellement stable en fonction de la température

Résistance chimique – Résistant aux agents de gravure et aux solvants

Qu'il soit utilisé dans des amplificateurs de puissance, des systèmes de communications par satellite ou des équipements de test hyperfréquences, le TMM6 constitue une base fiable et performante pour les conceptions de circuits haute fréquence exigeantes.