罗杰斯杨熹谈高频材料最新发展趋势
随着通信市场的飞速发展,高频高速PCB技术与产品占有越来越重要的地位,对高频电路基板材料也提出了更高要求。无论是电子工程师还是PCB制造商,都必须在基板材料的性能、成本、加工工艺难易及成品板的可靠性之间面临选择。
4G时代射频板材的新特性
全球LTE已进入高速发展阶段,中国预计在2013年底发放4G商用牌照,运营商已开始大规模投资4G基础网络建设。"4G网络可以带来更高的带宽和频谱利用率,对于我们手机用户的好处就是网速更快、信号更强。4G技术的发展趋势对材料带来了一些新的挑战。"杨熹表示。
杨熹进一步解释道,射频板材面临的挑战主要表现为以下三个方面:
第一, 带宽更宽了。宽带宽要求电路设计时考虑更多细节。例如,更低插损、更多PA模块,以及单板上更小的布局面积。
第二, 功率更大了。越大输出功率产生的热耗就越多,因此我们需要更好的散热以及更大的面积来散热。这恰恰跟第一个趋势是矛盾的。
第三, 4G的发展趋向于一个‘整合’。例如,功放跟天线有很多需要整合在一起的设计,比如小基站设计、有源天线设计等。速度的提升对回传的要求提高了,因此就需要用到更高频率以追求更大带宽。所以这些要求对于射频板材带来非常大的挑战。
基于以上因素的考量,罗杰斯针对4G市场,分别推出了相应的产品。
1). 4G天线市场要求天线材料具备优良的无源互调(PIM)性能,以及刚性、轻质地和低成本的特点。针对4G天线市场,罗杰斯推出了RO4700JXR™系列天线产品。该系列材料具有优秀的机械和电气性能,质地很轻,可以进行多层板压合(多层板的层压对于PFTE类天线材料来讲加工难度更高,成本也更高),同时降低了PIM值。RO4700JXR可应用于基站、RFID和其他天线设计,比如用于基站的天线设计、用于微基站的天线的功放集成设计、在AAS上面功放的天线集成设计,以及其他需要用到功放的天线、多层板天线和复杂天线系统。换句话说,RO4700JXR弥补了多层板天线的空白。
2). 4G PA市场将朝着更高功率、更紧凑型电路设计和更好稳定性的趋势发展。针对4G PA市场,罗杰斯推出了RO4360G2™层压板。该材料具有6.15介电常数(DK)值,高DK可以有效降低电路板尺寸。在功放小型化和天线小型化的应用上,RO4360G2都非常有价值。
3). 高功率PA要求材料具备更低的插损和更高的导热性(更高TC值)来帮助降低温度。针对高功率PA市场,罗杰斯推出了RO3006HTC™层压板。该产品具备高导热性能,达1.75W/mK,可以帮助降低PA板的温度,提升PA电路的长期可靠性。另外,RO3006HTC可以更好地降低插损。
4). 随着时间的推移和温度的变化,氧化会对板材造成影响。从长期来看,氧化会导致线路板材的介电常数和损耗因子发生小幅变化。对于在高温下需要更高稳定性的应用,罗杰斯开发出RO4835™线路板材。它是一款提高了原有RO4350B™抗氧化性能的材料。其抗氧化性能提升了10倍。此外,RO4835的电气性能和机械性能几乎与RO4350B相同。
杨熹强调,"对于这种宽带的、大功率的,并且对设计的复杂性有更高要求的4G产品,罗杰斯可谓是考虑到了它的方方面面。"
航空航天等高可靠领域 高频材料的新挑战
近年来,随着中国载人航天、空间技术、卫星通信等学术科研领域的快速发展,对高频材料的需求突飞猛涨。而且,随着高频信号传输设备及高频信号处理设备的使用频率从MHz向GHz、THz转移,对高频材料的性能也提出了更高的要求。
"电子行业发展迅速,要求材料更低损耗、更稳定,兼容高密度设计和对环境友好的性能。这些要求意味着市场需要更低损耗角正切(Df)的材料,以制造更低插损和更高性能的产品。长期稳定性能、宽带宽和大的温度适用范围,也比以前变得愈加重要。进一步讲,高密度设计要求更高的Dk以实现紧凑设计,和更高的导热性以实现长期稳定性。同时,高密度设计要求多层制造工艺相兼容。"杨熹表示。
应对这些挑战,罗杰斯结合了原有的技术,针对性地研发满足市场需求的更多新产品。
1).低损耗产品:随着数据速率的提升,高频数据板材要求更低插损。RO3000®层压板是添加了陶瓷填料的PTFE复合材料,拥有商业级材料中最低的损耗。适用于商业微波以及射频应用。该系列产品可以提供非同一般的电气以及机械稳定性。
2).高稳定性产品:RO4835层压板适合要求在高温下有更高稳定性以及比标准射频热固性材料更加耐氧化的应用。其抗氧化性比原有RO4350B提升了10倍。
3).高TC材料:RT/duroid™ 6035HTC层压板是陶瓷填充的聚四氟乙烯组分高频电路
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