СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №5/2014

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2014 Диэлектрическая постоянная, Er Тангенс угла диэлектрических потерь, tg δ Частота, ГГц Частота, ГГц 0 a б 0 2 2 4 4 6 6 8 8 2,5 0 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 2,8 3,0 3,3 3,5 3,8 4,0 4,3 4,5 4,8 10 10 12 12 FR-4: 50 ° С погружение PI: 50 ° С погружение LCP: 50 ° С погружение FR-4: 23 ° С, 50% RH PI: 23 ° С, 50% RH LCP: 23 ° С, 50% RH FR-4: 50 ° С погружение PI: 50 ° С погружение LCP: 50 ° С погружение FR-4: 23 ° С, 50% RH PI: 23 ° С, 50% RH LCP: 23 ° С, 50% RH Исследование технологии изготовления многослойных печатных плат СВЧ с применением жидкокристаллических полимеров В статье рассмотрены технологические особенности использования жидкокристаллического полимера (Liquid-Crystalline Polymers, LCP) при изготовлении многослойных печатных плат для СВЧ-устройств на базе стандартных технологий. Представлены результаты исследования параметров направленного ответвителя диапазона СВЧ, реализованного на многослойной печатной плате. Елена Абрамова, Николай Пахомов, Яков Перцель (г. Омск) В ВЕДЕНИЕ В настоящее время основными направлениями развития радиоэлек- тронной аппаратуры связи являются миграция несущей частоты в область СВЧ и уменьшение габаритов и массы аппаратуры за счёт применения совре- менных материалов и технологий. Постоянно разрабатываются новые материалы, оборудование и техноло- гические процессы, которые позволя- ют увеличить быстродействие и функ- циональное уплотнение аппаратуры. В новейших изоляционных матери- алах серии Ultralam 3000 в качестве диэлектрика используется устойчи- вый к высоким температурам жидко- кристаллический полимер (LCP). Эти материалы были специально разрабо- таны для изготовления однослойных и многослойных печатных плат. Они хорошо подходят для сетевой телеком- муникационной аппаратуры, компью- терных интерфейсов и другой широко- полосной аппаратуры СВЧ. Материалы на основе жидкокри- сталлического полимера характери- зуются малыми и стабильными значе- ниями диэлектрической проницаемо- сти и тангенса угла диэлектрических потерь, что является ключевым тре- бованием при изготовлении плат для высокочастотных изделий. В качестве примера на рисунке 1 приведены срав- нительные характеристики диэлектри- ков из жидкокристаллического поли- мера. На рисунке 1а показана частот- ная зависимость диэлектрической проницаемости для материалов FR-4, Ultralam 3000 и полиимидных диэлек- триков, на рисунке 1б – частотная зави- симость тангенса угла диэлектрических потерь [1]. Следует отметить, что мате- риал на основе жидкокристаллических полимеров обеспечивает стабильность параметров и малые диэлектрические потери в широком диапазоне частот. На мировом рынке относительно узкая номенклатура новых материалов на основе LCP представлена небольшим количеством производителей. Наибо- лее известными материалами являют- ся Ultralam 3850, A-950, FF-27, изготав- ливаемые компаниями Rogers, НСС и Taconic соответственно. Сравнитель- ные характеристики этих диэлектри- ков приведены в таблице, откуда вид- но, что материалы обладают пример- но одинаковыми параметрами, однако Ultralam 3850 имеет более высокую ста- бильность диэлектрической проница- емости и меньшее значение тангенса угла диэлектрических потерь. И ССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ Для исследования возможностей формирования элементов СВЧ-уст- ройств на основе жидкокристалличе- ских полимеров был выбран материал Ultralam 3850 компании Rogers, пред- ставляющий собой плотно упакован- Рис. 1. Сравнительные характеристики диэлектриков из жидкокристаллического полимера: частотная зависимость диэлектрической проницаемости (а) и тангенса угла диэлектрических потерь (б) для материалов FR-4, Ultralam 3000 и полиимидных диэлектриков (PI) Сравнение свойств материалов на основе жидкокристаллических полимеров Материал ε r tg δ ТКР, 1 × 10 –6 /°C Адсорбция, % Удельное объёмное сопротивление, Ом·м Толщина листа, мкм Ultralam 3850 2,9…3,05 0,0025 150 0,04 1 × 10 16 25±2,5 50±5 100±10 Ultralam 3908 25±3 50±5 FF-27 2,75…3,50 0,003 112 0,03 40±2,5 50±5 80±8 130±13 A-950 2,8…3,15 0,004 170 0,06 25±2,5 50±5 100±10 © СТА-ПРЕСС