อุตสาหกรรมลามิเนตเคลือบทองแดงจัดหาวัตถุดิบให้กับอุตสาหกรรม PCB วัสดุหุ้มทองแดงทำจากแผ่นเรียบโดยการชุบผ้าไฟเบอร์กลาสอิเล็กทรอนิกส์ด้วยกาวเรซิน จากนั้นทำให้แห้ง ตัด และเคลือบให้เป็นวัสดุแผ่น
ใช้ฟอยล์ทองแดงกับด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านแล้วจึงกดร้อน ส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตแผงวงจรพิมพ์และทำหน้าที่เป็นการเชื่อมต่อระหว่างกัน ฉนวน และการรองรับ PCB เหล่านี้ ฟอยล์ทองแดงด้วยไฟฟ้า กระดาษเยื่อไม้ ผ้าใยแก้ว เรซิน และวัตถุดิบอื่นๆ ถูกนำมาใช้ต้นน้ำในห่วงโซ่อุตสาหกรรม ผลิตภัณฑ์ขั้นปลาย ได้แก่ PCBs
เครือข่าย 5G เชิงพาณิชย์เครือข่ายแรกพร้อมใช้งานในปี 2019 ผู้ผลิต PCB ดาวน์สตรีมผลิตเครือข่ายดังกล่าวเป็นแผงวงจรความถี่สูงที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความถี่สูง รวมถึงเสาอากาศ เครื่องขยายสัญญาณรบกวนต่ำ ตัวกรอง และเครื่องขยายกำลัง ระบบเสริมยานยนต์ เทคโนโลยีการบินและอวกาศ การสื่อสารผ่านดาวเทียม ทีวีดาวเทียม และสาขาการสื่อสารความถี่สูงอื่นๆ
แผงวงจร PCB ต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่สูงขึ้นสำหรับเทคโนโลยีความถี่สูง 5G
วงจรความถี่สูงคืออะไร?
วงจรความถี่สูงคือวงจรความถี่วิทยุที่ทำงานที่ความถี่สูงกว่า 1GHz เนื่องจากการสื่อสารเคลื่อนที่พัฒนาจาก 2G, 3G เป็น 4G ย่านความถี่ของการสื่อสารจึงเพิ่มขึ้นจาก 800MHz เป็น 2.5GHz ย่านความถี่การสื่อสารได้รับการปรับปรุงในยุค 5G
ในแง่ของความถี่วิทยุ บอร์ด PCB จะมีองค์ประกอบเสาอากาศและตัวกรอง ตามข้อกำหนดของกระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศ คาดว่าการใช้งาน 5G ในระยะแรกจะใช้คลื่นความถี่ 3.5GHz และคลื่นความถี่ 4G ส่วนใหญ่จะอยู่ที่ 2GHz คลื่นมิลลิเมตรเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นระหว่าง 1 ถึง 10 มิลลิเมตรภายในย่านความถี่ 30-300GHz
เทคโนโลยีคลื่นมิลลิเมตรจะถูกใช้เมื่อมีการดำเนินการ 5G เชิงพาณิชย์ในวงกว้าง ให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า ด้วยสเปกตรัมกว้าง แบนด์วิดท์ 1GHz ในช่วง 28GHz และ 2GHz ในแต่ละช่อง 60GHz
PCB ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้เพื่อให้ได้ความถี่สูง ความเร็วสูง และเพื่อเอาชนะปัญหาเรื่องกำลังทะลุทะลวงต่ำและความเร็วการลดทอนที่รวดเร็วของคลื่นมิลลิเมตร
- การสูญเสียการส่งผ่านต่ำ
- ความล่าช้าในการส่งข้อมูลต่ำ
- ควบคุมความต้านทานสูงได้อย่างแม่นยำ
สามารถเพิ่มความถี่ PCB ได้สองวิธี ประการแรกคือการเพิ่มข้อกำหนดในการประมวลผล PCB อย่างที่สองคือการใช้ CCL ความถี่สูง ซึ่งเป็นวัสดุซับสเตรตที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่มีความถี่สูง
มีตัวบ่งชี้หลักสองประการในการวัดประสิทธิภาพ:
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (Dk)
ปัจจัยการสูญเสียอิเล็กทริก (Df)
ยิ่ง Dk และ Df ต่ำลง ซับสเตรตความถี่สูงก็จะยิ่งมีเสถียรภาพและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น บอร์ด PCB มีขนาดใหญ่กว่าและมีชั้นในบอร์ด RF มากกว่า ซึ่งหมายความว่าวัสดุฐานจะต้องมีความต้านทานความร้อนสูงกว่า
วัสดุใดบ้างที่ใช้สำหรับบอร์ด PCB ความถี่สูงและความเร็วสูง
บอร์ด PCB ทำจากวัสดุหลากหลายชนิดที่สามารถนำไปใช้งานความถี่สูงและความเร็วสูงได้: เรซินไฮโดรคาร์บอน, PTFE, LCP (โพลีเมอร์ผลึกเหลว), PPE/PPO ฯลฯ
1) เรซินไฮโดรคาร์บอน
ไฮโดรคาร์บอนเรซินหมายถึงโพลีโอเลฟินโฮโมโพลีเมอร์หรือโคโพลีเมอร์ รวมถึงบิวทาไดอีนสไตรีนโคโพลีเมอร์, บิวทาไดอีนโฮโมโพลีเมอร์, สไตรีน, โฮโมโพลีเมอร์, สไตรีน/ไดไวนิลเบนซีนโคโพลีเมอร์, สไตรีน-บิวทาไดอีน-ไดไวนิลเบนซีนโคโพลีเมอร์ เป็นต้น
A. คุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม: Dk2.4/Df0.0002
B. ทนความร้อนได้สูงขึ้น
C. ทนต่อสารเคมีได้ดี
D. การยึดเกาะไม่ดี
2) เมมเบรนยืดหยุ่น PTFE
เรซิน PTFE มีลักษณะพิเศษคือมีอุณหภูมิหลอมเหลวสูงและมีความหนืดของการหลอม การกระจายตัวของเรซินเป็นรูปแบบผลิตภัณฑ์ทั่วไป เช่นเดียวกับสารแขวนลอยเรซินและผงเรซิน วิธีการประมวลผล ได้แก่ การอัดขึ้นรูป/การขึ้นรูป และการอัดขึ้นรูป/การขึ้นรูป PTFE ต้องได้รับการปรับเปลี่ยนและปรับปรุงเพื่อเอาชนะข้อจำกัด เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นขนาดใหญ่หรือค่าการนำความร้อนต่ำ ผลิตภัณฑ์เมมเบรนดัดแปลงได้แก่:
PTFE+เซรามิก
ผ้า PTFE + ไฟเบอร์กลาส
ผ้า PTFE + เซรามิค + ไฟเบอร์กลาส
3) พอลิเมอร์คริสตัลเหลว LCP
LCP มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าพอลิเมอร์ผลึกเหลว เป็นพลาสติกวิศวกรรมชนิดพิเศษประสิทธิภาพสูงที่พัฒนาขึ้นในช่วงปี 1980
ผลึกเหลวถูกจำแนกตามสภาวะการก่อตัว Thermotropic LCP จะได้รับความร้อนจนกระทั่งละลาย ในขณะที่ Lyotropic LCP จะถูกละลายเป็นตัวทำละลาย
วัสดุนี้เมื่อละลายหรือละลายในตัวทำละลายจะสูญเสียคุณสมบัติมหภาค เช่น ขนาด รูปร่าง และความแข็งแกร่ง แต่ยังคงการวางแนวของผลึกไว้ สถานะการเปลี่ยนแปลงก่อตัวเป็นแบบแอนไอโซโทรปิกและมีสภาพคล่องของของเหลวโดยมีการจัดเรียงโมเลกุลของผลึกตามลำดับ สถานะขั้นกลางนี้คือเฟสผลึกเหลว
LCP มีสามประเภทที่มีจำหน่ายในท้องตลาด
A. โคพอลิเมอร์ไรเซชันด้วยโมโนเมอร์โมเลกุลโพลีฟีนิลแข็ง
B. นำวงแหวนแนฟทาลีนเข้าไปในโมเลกุล
ค. ใช้เซกเมนต์อะลิฟาติกเป็นส่วนหนึ่งของสายโซ่โมเลกุล
จุดหลอมเหลวของ LCP ประเภทต่างๆ จะแตกต่างกันไปตามโครงสร้างโมเลกุล โดยทั่วไป ความต้านทานความร้อนของ LCP จะถูกจัดเรียงเป็นประเภท I>ประเภท 2>ประเภท 3
4) อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล/PPO
Polyphenylene Ether เป็นพลาสติกวิศวกรรมที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งพัฒนาขึ้นในปี 1960 ชื่อทางเคมีของมันคือ poly2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether เรียกว่า PPO (Polyphenylene Oxide) หรือ PPE (Polypheylene ether)
หมู่เมทิลทั้งสองจะปิดกั้นจุดแอคทีฟของตำแหน่งออร์โธสองตำแหน่งในกลุ่มฟีนอลิก ทำให้วัสดุมีความแข็ง เสถียร และทนความร้อนสูงขึ้น
ความต้านทานความร้อนจะลดลงโดยพันธะอีเทอร์ แต่ความยืดหยุ่นจะเพิ่มขึ้น
กลุ่มเมทิลทั้งสองกลุ่มเป็นกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำแบบไม่มีขั้วซึ่งจะลดการดูดซึมน้ำ ขั้ว และโมเลกุลขนาดใหญ่ของ PPO นอกจากนี้ยังปิดกั้นจุดออกฤทธิ์ทั้งสองจุดในกลุ่มฟีนอลิก ดังนั้นจึงไม่มีกลุ่มฟีนอลิกที่ไฮโดรไลซ์ได้
มีคุณสมบัติดูดความชื้นสูงและทนทานต่อน้ำ มีคุณสมบัติที่ดี มีความคงตัวของมิติและเป็นฉนวนไฟฟ้า ความแข็งแกร่งของโครงสร้างโมเลกุล ตลอดจนแรงระหว่างสายโซ่โมเลกุล ทำให้ส่วนโมเลกุลหมุนได้ยาก ส่งผลให้มีจุดหลอมเหลวสูง ความหนืดสูง และความลื่นไหลลดลง
สรุป
ข้างต้นเป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไปสำหรับ การผลิต PCB ความเร็วสูงและความถี่สูง. ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี เราเชื่อว่าจะมีวัสดุที่สามารถให้ประสิทธิภาพการผลิต PCB เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ
