PCB ပစ္စည်းရွေးချယ်မှု ၂၀၂၆: FR4 vs Rogers vs Polyimide

PCB ပရောဂျက်တစ်ခု ဖန်တီးတဲ့အခါ ပထမဆုံးခြေလှမ်းတွေထဲက တစ်ခုကတော့ PCB stackup တစ်ခုကို သတ်မှတ်ဖို့ပါပဲ။ ဒီနည်းနဲ့ ဘယ် PCB ပစ္စည်းကို အသုံးပြုရမလဲဆိုတာ သိဖို့ လိုပါတယ်။ သင့်ရဲ့ PCB ပစ္စည်းကို မဆုံးဖြတ်ရသေးရင် impedance-controlled lines တွေအတွက် အရေးကြီးတဲ့ dielectric constant ကို သတ်မှတ်နိုင်မှာ မဟုတ်ပါဘူး။

 

ထို့အပြင်၊ ကုန်ကျစရိတ်၊ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ/လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများ၊ တာရှည်ခံမှု၊ အပူဝိသေသလက္ခဏာများ စသည်တို့ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားရန် လိုအပ်ပါသည်။ ဤရွေးချယ်မှုများသည် သင့်ဆုံးဖြတ်ချက်ချရာတွင် ယုံကြည်စိတ်ချရသော PCB ထုတ်လုပ်သူ လိုအပ်ရသည့် အကြောင်းရင်းဖြစ်သည်။ UET PCB (https://uetpcb.com/components-sourcing/) က သင့်ရဲ့ PCB ပစ္စည်းရွေးချယ်မှုနဲ့ အစိတ်အပိုင်းလိုအပ်ချက်အားလုံးအတွက် ကူညီပေးနိုင်ပါတယ်။

 

၂၀၂၆ ခုနှစ်တွင် PCB ပစ္စည်းနည်းပညာအသစ်နှင့် အဟောင်း

ဆန်းသစ်တီထွင်မှုများနှင့်အတူ နောက်ထပ်ပစ္စည်းရွေးချယ်မှုလည်း ပါလာပါသည်။ ဤအပိုင်းသည် နောက်ခေတ်တွင် ပေါ်ပေါက်လာသော မတူညီသောပစ္စည်းများကို ကိုင်တွယ်ဖြေရှင်းပါသည်။

FR4

အရင်တုန်းက FR4 ဟာ အပေါများဆုံး PCB ပစ္စည်းပါ။ ၁၉၆၈ ခုနှစ်မှာ မိတ်ဆက်ခဲ့တဲ့ FR4 ဟာ ဒီနေ့အထိ PCB ထုတ်လုပ်ရေးမှာ တစ်ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ စံနှုန်းတစ်ခု ဖြစ်ခဲ့ပါတယ်။ အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းတွေရဲ့ PCB ၇၀ – ၈၀% လောက်ဟာ ဒီနေ့ခေတ်မှာ FR4 ကို အသုံးပြုကြတာကို သင်တွေ့ရပါလိမ့်မယ်။

 

FR4 ဂုဏ်သတ္တိများ:

1. ကုန်ကျစရိတ်ထိရောက်သော
2. စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အားကောင်းတယ်။
3. တည်ငြိမ်သော dielectric ကိန်းသေ
4. ကောင်းမွန်သောလျှပ်စစ်လျှပ်ကာ
5. ကောင်းမွန်သော အပူခံနိုင်ရည်
6. Chemical resistance ကောင်းတယ်။
7. ဖန်တီးရန်လွယ်ကူသည်။

 

သို့သော် FR4 တွင် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် အပူဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်များ ရှိနိုင်သည်။ ဤပစ္စည်းတွင် မာကျောသောဖွဲ့စည်းပုံနှင့် Tg = 130 °C – 180 °C ၏ ဖန်ကူးပြောင်းအပူချိန်ရှိသည်။ ၎င်းတွင် Td = 300 °C – 340 °C ၏ ပြိုကွဲမှုအပူချိန်လည်း ရှိသည်။ ဤဝိသေသလက္ခဏာများဖြင့် FR4 သည် မြင့်မားသောအပူချိန်နှင့် ကြမ်းတမ်းသောပတ်ဝန်းကျင်များအတွက် ရည်ရွယ်ထားခြင်းမဟုတ်ပါ။ ထို့အပြင်၊ FR4 များတွင် dielectric constant (Dk, 4.2 – 4.8) တွင် ပြောင်းလဲမှုမြင့်မားပြီး Tangent ဆုံးရှုံးမှုမြင့်မားသည် (Df, 0.015 – 0.025)၊ ၎င်းသည် ကြိမ်နှုန်းတိုးလာသည်နှင့်အမျှ အချက်ပြမှုများကို ယိုယွင်းစေနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် polyimide၊ Rogers၊ PTFE စသည်တို့ကဲ့သို့သော အခြား PCB ပစ္စည်းများကို ယနေ့ခေတ်တွင် အသုံးပြုလျက်ရှိသည်။

 

Polyimide ပါ

၁၉၆၀ ပြည့်လွန်နှစ်များ၏ နောက်ဆုံးပိုင်းလောက်တွင် polyimide ဖလင်ကို ပျော့ပြောင်းသော အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများနှင့် အာကာသယာဉ်ပျံအသုံးချမှုများအတွက် တီထွင်ခဲ့သည်။ Polyimide သည် မြင့်မားသော အပူချိန်နှင့် ပြင်းထန်သောပတ်ဝန်းကျင်ဒဏ်ခံနိုင်ရည်ကို ထိန်းသိမ်းထားစဉ် ကွေးညွှတ်ခြင်းနှင့် ကွေးညွှတ်ခြင်းကို ခံနိုင်ရည်ရှိသည်။ ဤ PCB ပစ္စည်းသည် FR-4 ထက် ထုတ်လုပ်ရန် ပိုမိုစျေးကြီးနိုင်သော်လည်း၊ ၎င်းသည် ထင်ရှားသောဂုဏ်သတ္တိများစွာကို ပေးစွမ်းသည်။ Polyimide ကို စမတ်ဖုန်းများ၊ ဝတ်ဆင်နိုင်သောပစ္စည်းများ၊ တက်ဘလက်များနှင့် လက်ပ်တော့များတွင် flex သို့မဟုတ် rigid-flex PCB များအဖြစ် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုကြသည်။

 

ပိုလီအီမိုက်ဂုဏ်သတ္တိများ-

1. လွန်ကဲအပူဒဏ်ခံနိုင်ရည်
2. အလွန်ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်
3. အမြင့်ဆန့တန်ခိုးအစွမ်းသတ္တိ
4. တုန်ခါမှုကိုခံနိုင်ရည်ရှိသည်။
5. အပူချိန်နှင့် ကြိမ်နှုန်းတစ်လျှောက် လျှပ်စစ်တည်ငြိမ်မှု
6. အလွန်ပါးလွှာပြီး ပေါ့ပါးသည်
7. မြင့်မားသော insulation ခုခံ

 

 

ရော်ဂျာ

၁၉၈၀ ပြည့်လွန်နှစ်များတွင် RF နှင့် မိုက်ခရိုဝေ့ခေတ် စတင်ခဲ့သည်။ မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းလိုအပ်ချက်များနှင့်အတူ PCB များသည် ၎င်းတို့၏ လျှပ်စစ်၊ အပူနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဝိသေသလက္ခဏာများတွင် တည်ငြိမ်မှုလိုအပ်သည်။ ရလဒ်အနေဖြင့် ဆုံးရှုံးမှုနည်းသော FR4၊ PTFE နှင့် Rogers ပစ္စည်းများကို တီထွင်ခဲ့သည်။ အဆိုပါပစ္စည်းတစ်ခုစီတွင် RF ကြိမ်နှုန်းအပိုင်းအခြားထက် အားသာချက်များရှိပြီး ပိုမိုကောင်းမွန်သော အပူ၊ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ထုတ်လုပ်မှုဂုဏ်သတ္တိများ ပါဝင်သည်။ ၎င်းဖြင့် 4G၊ 5G နှင့် IoT ဆက်သွယ်ရေးကိရိယာများတွင် Rogers PCB အများအပြားကို သင်တွေ့ရှိလိမ့်မည်။

 

Roger ပစ္စည်းဂုဏ်သတ္တိများ၏ ဥပမာများမှာ Dk (Dielectric Constant), Df (Dissipation Factor), နှင့် Rz/Ra (Copper Roughness) တို့ဖြစ်သည်။ ဥပမာအားဖြင့် Rogers-based ပစ္စည်းများတွင် အောက်ပါဂုဏ်သတ္တိများရှိသည်။

 

ရော်ဂျာ၏ အိမ်ခြံမြေများ

• ဒိုင်အီလက်ထရစ် ကိန်းသေနည်း (Dk/εr) ဆိုသည်မှာ ပစ္စည်းအဆင့်ပေါ် မူတည်၍ ပိုမိုမြန်ဆန်သော အချက်ပြမှုများကို လိုက်လျောညီထွေဖြစ်စေနိုင်သည် (ဥပမာ RO4000 – 500 MHz – 20 GHz၊ RO3000 – 30 GHz၊ RT/duroid – 40 – 100 GHz)။
• Low Tangent ((Df/tan δ) ဆိုသည်မှာ မြင့်မားသော ကြိမ်နှုန်းများတွင် အချက်ပြဆုံးရှုံးမှု နည်းသည်ဟု ဆိုလိုသည်။
• အပူစီးကူးမှု မြင့်မားခြင်းနှင့် အပူချဲ့ထွင်မှုကိန်းဂဏန်း (CTE) နည်းပါးခြင်း - ဆိုလိုသည်မှာ ၎င်းသည် ပိုမိုကောင်းမွန်သော အပူဖြန့်စက်အဖြစ် လုပ်ဆောင်နိုင်ပြီး အပူတိုးလာသည်နှင့်အမျှ ချဲ့ထွင်မှု နည်းပါးသည်။
• အစိုဓာတ်စုပ်ယူမှုနည်းပါးသောကြောင့် စိုထိုင်းဆများသောပတ်ဝန်းကျင်တွင်ပင် ကောင်းစွာလုပ်ဆောင်နိုင်သည်။
• ဖိအားအချို့အောက်တွင် ၎င်း၏ အရွယ်အစားနှင့် ပုံသဏ္ဍာန်ကို ထိန်းသိမ်းထားနိုင်သည်

 

 

PCB ပစ္စည်းကုန်ကျစရိတ်

PCB ပစ္စည်းနည်းပညာအမျိုးမျိုးကြား ကွာခြားချက်များကို သင်သိရှိပြီးဖြစ်သောကြောင့် တိကျသော PCB ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်ကို သင်ပြုလုပ်နိုင်သင့်ပါသည်။ အောက်တွင် ကုန်ကျစရိတ်နှင့် ဆက်စပ်၍ သီးခြား PCB ပစ္စည်းများကို အသုံးပြုခြင်း၏ အားသာချက်များနှင့် အားနည်းချက်များကို ရှာဖွေပါ။

 

FR4 အားသာချက်/အားနည်းချက်များ

FR4 က ကုန်ကျစရိတ်အရ အကောင်းဆုံး အကျိုးအမြတ်ကို ပေးစွမ်းနိုင်ပါတယ်။ FR4 ကို 1 GHz ကြိမ်နှုန်းလိုအပ်ချက်များအောက်ရှိသော မည်သည့်အထွေထွေရည်ရွယ်ချက် အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းလိုအပ်ချက်အတွက်မဆို ရည်ရွယ်ပါတယ်။ သို့သော်၊ မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းများတွင် FR4 ၏ Dk (Dielectric constant) ၏ ပြောင်းလဲမှုများကြောင့် အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုများတစ်လျှောက် စွမ်းဆောင်ရည်ကျဆင်းမှုကို ထိန်းချုပ်ရန် မဖြစ်နိုင်ပါ။ ဤဝိသေသလက္ခဏာသည် impedance-controlled lines များအတွက် အရေးကြီးပါသည်။ ထို့အပြင်၊ Df (loss tangent) မြင့်မားခြင်းသည် မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းများတွင် signal attenuation ကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ မြင့်မားသော microwave သို့မဟုတ် mmWave ကြိမ်နှုန်းအသုံးချမှုများအတွက် FR4 ကို အသုံးပြုပါက antenna စွမ်းဆောင်ရည် ညံ့ဖျင်းမည်မှာ သေချာပါသည်။

 

ပိုလီအီမိုက် အားသာချက်/အားနည်းချက်များ

သင့်ပရောဂျက်တွင် ကွေးညွှတ်ရန် လိုအပ်ပြီး အပူချိန် သို့မဟုတ် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ လိုအပ်ချက်များ မြင့်မားပါက polyimide သည် အကောင်းဆုံးနည်းလမ်းဖြစ်သည်။ FR4 ကဲ့သို့ပင် Polyimide သည် မြင့်မားသော loss tangent (Df) (0.0004 – 0.009) နှင့် variable dielectric constant (Dk) တို့ဖြင့် မလုံလောက်ကြောင်း သတိပြုပါ။ ထို့ကြောင့် polyimide ကို မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်း microwave / mmWave အပလီကေးရှင်းများအတွက် ရှားရှားပါးပါးသာ အသုံးပြုလေ့ရှိသည်။

 

သို့သော် polyimide သည် ကြမ်းတမ်းသောပတ်ဝန်းကျင်များ (ဥပမာ အာကာသ၊ ရေနံနှင့်သဘာဝဓာတ်ငွေ့နှင့် စစ်ဘက်ဆိုင်ရာ) တွင် ထူးချွန်ပြီး သင့်ငွေနှင့်ထိုက်တန်သော အကျိုးကျေးဇူးကို ရရှိမည်မှာ သေချာပါသည်။ ထို့အပြင်၊ သင်သည် စမတ်ဖုန်းများ၊ ဝတ်ဆင်နိုင်သောပစ္စည်းများနှင့် တံဆိပ်ခတ်ထားသော ဝန်ဆောင်မှုမပေးနိုင်သော အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများကို နှစ်သက်ပါက polyimide သည် သင့်အား ကောင်းစွာအကျိုးပြုပါလိမ့်မည်။

 

ရော်ဂျာစ်ရဲ့ အားသာချက်/အားနည်းချက်များ

Rogers ပစ္စည်းများကိုအသုံးပြုခြင်း၏ အကောင်းဆုံးအသုံးပြုမှုအခြေအနေမှာ မြင့်မားသော microwave / mmWave PCB ဒီဇိုင်းများတွင်ဖြစ်သည်။ Rogers တွင် Dk နှင့် Df တွင် ထူးခြားသောအားသာချက်များအားလုံးရှိသည်။ ထို့အပြင်၊ Roger ပစ္စည်းအချို့သည် FR4 PCB များ၏ ထုတ်လုပ်မှုလွယ်ကူမှုကို တုပနိုင်သည်။ ဤဝိသေသလက္ခဏာသည် Teflon-based laminate ဖြစ်သော PTFE ဟုခေါ်သော အခြားမြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းပစ္စည်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက အားသာချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ PTFE သည် အပိုထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များ လိုအပ်သောကြောင့် ထုတ်လုပ်ရန်ခက်ခဲသည်။ PTFE သည် အထူးအပိုင်းအစများ၊ အပို plating ကပ်ငြိပစ္စည်းများ လိုအပ်ပြီး အထူး multilayer lamination cycle များ လိုအပ်ပါသည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် Rogers ကို PTFE ထက် စျေးသက်သာသော အစားထိုးရွေးချယ်မှုတစ်ခု ဖြစ်စေသည်။

 

Rogers ပစ္စည်းအသုံးချမှုများတွင် 4G၊ 5G နှင့် IoT ဒီဇိုင်းများ ပါဝင်သည်။ 5G သည် mmWave (30 GHz မှ 300 GHz) အထိ ပိုမိုတိုးချဲ့နိုင်သည်။ ဤ PCB ဒီဇိုင်းများတွင် FR4 သို့မဟုတ် Polyimide ပစ္စည်းများကို အသုံးပြုရန် မဖြစ်နိုင်ပါ။ ဤနည်းဖြင့် Rogers ပစ္စည်းများသည် ၎င်းတို့၏ သာလွန်ကောင်းမွန်သော RF စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ထုတ်လုပ်မှုစွမ်းရည်ကြောင့် ခေတ်မီဆက်သွယ်ရေးစနစ်များအတွက် ဦးစားပေးရွေးချယ်မှု ဖြစ်လာခဲ့သည်။

 

ကောက်ချက်

FR4၊ Polyimide နှင့် Rogers တို့သည် ခေတ်မီဆုံး PCB ပစ္စည်းအချို့ဖြစ်သည်။ သင်၏ PCB ဒီဇိုင်းများအတွက် မည်သည့်ပစ္စည်းကို အသုံးပြုရမည်ကို သင်သတိပြုသင့်သည်။ ထို့အပြင်၊ သင်၏ရွေးချယ်မှုများတွင် ကုန်ကျစရိတ်၊ သီးခြားအသုံးချမှုနှင့် ထုတ်လုပ်မှုလွယ်ကူမှုတို့ကို အမြဲထည့်သွင်းစဉ်းစားသင့်သည်။ ထို့ကြောင့် UET PCB ကဲ့သို့သော ဤနယ်ပယ်တွင် ကျယ်ပြန့်သောဗဟုသုတနှင့် အတွေ့အကြုံရှိသော PCB ထုတ်လုပ်သူကို ရွေးချယ်ပါ။ UET PCB သည် အီလက်ထရွန်းနစ်လုပ်ငန်းတွင် အတွေ့အကြုံ ၁၅ နှစ်ကျော်ရှိသော ယုံကြည်စိတ်ချရသော မိတ်ဖက်တစ်ဦးဖြစ်သည်။