RT/duroid® alternativa alternativa? TLY-5 PCB laminado ¢ Perdas mais baixas, rendimentos mais elevados para radares e aviônicos de 77GHz

Descrição de produto

O que é TLY-5?
TLY-5 é um material base de classe aviônica e aeroespacial, com constante dielétrica muito baixa (Dk) fabricado pela AGC. Possui um reforço leve de fibra de vidro que proporciona estabilidade dimensional superior em comparação com compósitos de PTFE reforçados com fibra picada. Com um fator de dissipação ultrabaixo de 0,0009 a 10 GHz, um Dk de 2,20 ± 0,02 e excelentes propriedades mecânicas, o TLY-5 foi desenvolvido especificamente para aplicações de ondas milimétricas de até 77 GHz, incluindo radar automotivo, comunicações por satélite e sistemas aeroespaciais.

 

Principais conclusões (num relance)

 

Dk (10 GHz): 2,20 ± 0,02 (especificável de 2,17 a 2,40)

 

Fator de Dissipação: 0,0009 @ 10GHz – o mais baixo da sua classe

 

CTE (X/Y/Z): 26/15/217 ppm/°C (25–260°C)

 

Condutividade Térmica: 0,22 W/(m·K)

 

Absorção de umidade: 0,02% – excepcionalmente baixa

 

Inflamabilidade: UL 94 V-0

 

Desgaseificação da NASA: TML, CVCM, WVR todos ≤ 0,01%

 

Diferencial principal: O reforço de vidro tecido leve oferece estabilidade dimensional superior em relação às alternativas de fibra cortada, permitindo maiores rendimentos de fabricação

 

 

1. Por que escolher o TLY-5? – Fundamentação da seleção de materiais

Para engenheiros que projetam circuitos de alta frequência em frequências de ondas milimétricas (bandas Ka, E, W), a seleção do material é fundamental para alcançar o desempenho elétrico e a capacidade de fabricação. O TLY-5 atende a essas demandas por meio de quatro vantagens principais:

 

Perda dielétrica ultrabaixa: com um fator de dissipação de 0,0009 a 10 GHz, o TLY-5 oferece o Df mais baixo de sua classe. Isso se traduz em perda mínima de inserção – um fator crítico para radares automotivos de 77 GHz e outras aplicações de antenas de ondas milimétricas onde a atenuação do sinal deve ser rigorosamente controlada.

 

Estabilidade Dimensional Superior: Ao contrário dos compósitos de PTFE reforçados com fibra picada, o TLY-5 utiliza uma matriz leve de fibra de vidro tecida. Isso produz um laminado mecanicamente estável que resiste a mudanças dimensionais durante a fabricação de PCB, resultando em maiores rendimentos de fabricação e desempenho consistente em execuções de produção de alto volume.

 

Dk consistente e uniforme: A constante dielétrica pode ser especificada dentro de uma faixa de 2,17 a 2,40, com uma tolerância restrita de ±0,02 para a maioria das espessuras. Essa uniformidade garante controle previsível de impedância e resposta de fase – essencial para antenas phased array e redes de formação de feixe.

 

Confiabilidade de nível aeroespacial: Com valores de liberação de gases da NASA (TML, CVCM, WVR) todos em ≤0,01% e classificação de inflamabilidade UL 94 V-0, o TLY-5 atende aos rigorosos requisitos para aplicações espaciais e aviônicas.

 

 

2. Propriedades do laminado TLY-5

A tabela abaixo consolida todas as especificações elétricas, mecânicas, térmicas e físicas do TLY-5 conforme fornecido na ficha técnica oficial. Todos os valores representam dados medidos típicos e destinam-se a auxiliar na seleção do material.

Propriedade	Condições	Valor típico	Unidades	Método de teste
Constante Dielétrica	@ 10 GHz	2.2	-	IPC-650 2.5.5.5
Fator de Dissipação	@ 10 GHz	0,0009	-	IPC-650 2.5.5.5
Resistividade de volume	Após temperatura elevada.	10¹⁰	Mohm/cm	IPC-650 2.5.17.1
Resistividade de volume	Depois da umidade	10¹⁰	Mohm/cm	IPC-650 2.5.17.1
Resistividade de Superfície	Após temperatura elevada.	10⁸	Mohms	IPC-650 2.5.17.1
Resistividade de Superfície	Depois da umidade	10⁸	Mohms	IPC-650 2.5.17.1
Condutividade Térmica	-	0,22	C/(m·K)	ASTMF433
CTE – Eixo X (25–260°C)	-	26	ppm/°C	ASTM D 3386 (TMA)
CTE – Eixo Y (25–260°C)	-	15	ppm/°C	ASTM D 3386 (TMA)
CTE – Eixo Z (25–260°C)	-	217	ppm/°C	ASTM D 3386 (TMA)
Força de casca	1/2 onça. Cobre ED	1,96 (11)	N/mm (lbs/pol.)	IPC-650 2.4.8
Força de casca	1 onça. CL1 cobre	2,86 (16)	N/mm (lbs/pol.)	IPC-650 2.4.8
Força de casca	1 onça. Cobre C1	3,04 (17)	N/mm (lbs/pol.)	IPC-650 2.4.8
Força de descascamento (temperatura elevada)	-	2,32 (13)	N/mm (lbs/pol.)	IPC-650 2.4.8
Força Flexural – MD	-	96,91 (14.057)	N/mm² (psi)	IPC-650 2.4.4
Resistência Flexural – CD	-	89,32 (12.955)	N/mm² (psi)	IPC-650 2.4.4
Módulo de Young – MD	-	9,65 × 10³ (1,4 × 10⁶)	N/mm² (psi)	ASTM D 3039/IPC-650 2.4.19
Razão de Poisson – MD	-	0,21	-	ASTM D 3039/IPC-650 2.4.19
Densidade (Gravidade Específica)	-	2.19	g/cm³	ASTM D792
Estabilidade Dimensional – MD	10 mil, média. depois de assado e estresse térmico	-0,038	mm/M (mils/pol.)	IPC-650 2.4.39
Estabilidade Dimensional – CD	10 mil, média. depois de assado e estresse térmico	-0,038	mm/M (mils/pol.)	IPC-650 2.4.39
Absorção de umidade	-	0,02	%	IPC-650 2.6.2.1
Desgaseificação da NASA – TML	-	0,01	%	-
Desgaseificação da NASA – CVCM	-	0,01	%	-
Desgaseificação da NASA – WVR	-	0,01	%	-
Classificação de inflamabilidade	-	V-0	-	UL-94

Notas:

A constante dielétrica pode ser especificada dentro de uma faixa de 2,17 a 2,40 com uma tolerância de ±0,02 para a maioria das espessuras.

 

 

3. Espessuras e tamanhos de painel disponíveis

 

Espessuras Padrão:

0,0035" (0,09 mm)

0,0050" (0,13 mm)

0,0075" (0,19mm)

0,0100" (0,25mm)

0,0200" (0,51 mm)

0,0300" (0,76 mm)

0,0600" (1,52 mm)

O TLY-5 pode ser fabricado em incrementos de 0,005" (0,125 mm). Espessuras adicionais disponíveis mediante solicitação.

 

 

Tamanhos de painel padrão:

12" × 18" (305 × 457 mm)

16" × 18" (406 × 457 mm)

18" × 24" (457 × 610 mm) – Tamanho de painel padrão

16" × 36" (406 × 914 mm)

24" × 36" (610 × 914 mm)

18" × 48" (457 × 1220 mm)

 

 

4. Estudo de caso de design de PCB – da especificação à realidade

Para ilustrar o desempenho do TLY-5 em um projeto do mundo real, aqui está um exemplo de placa de 2 camadas com espessura de acabamento de 0,3 mm.

 

 

Especificações de design de PCB

Parâmetro	Especificação
Material Básico	TLY-5
Contagem de camadas	2
Dimensões da placa	45mm × 87mm (±0,15mm)
Espessura da placa acabada	0,3 mm
Empilhamento de PCB	Cu (35μm) / TLY-5 (0,191mm / 7,5mil) / Cu (35μm)
Rastreamento/espaço mínimo	6/10 mil.
Tamanho mínimo do furo	0,4 mm
Vias Cegas	Nenhum
Peso de cobre acabado (camadas externas)	1 onça (35 μm / 1,4 mils)
Através da Espessura do Chapeamento	20 μm
Acabamento de superfície	EPIG (ouro de imersão em paládio eletroless)
Serigrafia superior	Nenhum
Serigrafia inferior	Nenhum
Máscara de solda superior	Nenhum
Máscara de solda inferior	Nenhum
Padrão de qualidade	IPC Classe-2
Teste	Teste 100% Elétrico
Formato da arte	Gerber RS-274-X
Disponibilidade	Mundialmente

 

 

Justificativa de engenharia para especificações principais:

Parâmetro	Justificativa
Seleção TLY-5	Escolhido para Df ultrabaixo (0,0009), Dk consistente (2,20 ± 0,02) e estabilidade dimensional – fundamental para desempenho de ondas milimétricas e rendimento de fabricação de alto volume.
Espessura acabada de 0,3 mm	Obtido usando núcleo TLY-5 de 7,5mil (0,191mm); suporta projetos compactos e sensíveis ao peso, mantendo a rigidez mecânica.
6/10 mils Traço/Espaço	Capacidade padrão de gravação úmida; acomoda requisitos de roteamento RF e DC.
Tamanho mínimo do furo de 0,4 mm	A perfuração mecânica é simples; não são necessárias vias laser ou cegas, simplificando a fabricação e reduzindo custos.
Peso de cobre de 1 onça	Equilibra a capacidade de transporte de corrente com capacidade de gravação de recursos finos.
20 μm via chapeamento	Excede o mínimo da Classe 2 do IPC; garante confiabilidade robusta de PTH.
Acabamento de superfície EPIG	Ouro de imersão em paládio eletrolítico oferece excelente planicidade, resistência à oxidação e capacidade de ligação do fio - ideal para montagens de alta frequência.
Sem máscara de solda/sem serigrafia	Elimina possíveis interferências de RF; simplifica o processamento para este projeto de alta frequência.
IPC Classe-2	Equilibra custo e confiabilidade para aplicações aeroespaciais comerciais e de telecomunicações.
Teste 100% Elétrico	Garante impedância, continuidade e isolamento antes do envio.

 

 

Principais notas de fabricação para TLY-5:

 

Perfuração: A construção de fibra de vidro tecida do TLY-5 requer brocas afiadas de metal duro com velocidades e taxas de retração otimizadas. Embora o reforço de vidro leve reduza o desgaste da ferramenta em comparação com o padrão FR-4, parâmetros adequados são essenciais para evitar rebarbas e garantir paredes de furos limpas.

 

Preparação de superfície: Para EPIG ou outros acabamentos, aplicam-se técnicas padrão de preparação de superfície de PTFE. O tratamento com plasma pode ser benéfico para garantir uma forte adesão do revestimento.

 

Estabilidade Dimensional: A matriz de vidro tecido proporciona excelente estabilidade dimensional durante o processamento, resultando em registro mais preciso e rendimentos mais elevados em comparação com alternativas de fibra cortada. Isto é particularmente valioso para projetos com campos passantes densos (139 vias neste caso) e componentes de passo fino.

 

 

5. TLY-3FF: a variante flexível

Para aplicações que exigem flexibilidade de raio de curvatura, a AGC oferece o TLY-3FF, um laminado altamente flexível projetado para circuitos flexíveis ou rígido-flexíveis. Os principais diferenciais incluem:

 

Flexibilidade comparável aos laminados de PTFE reforçados com fibra picada

 

Menor perda tangente do que os tradicionais laminados reforçados com fibra picada

 

Laser aprimorado por meio da capacidade de formação

 

Mantém a estabilidade dimensional da Série TLY-5 padrão

 

Isso torna o TLY-3FF uma excelente escolha para eletrônicos vestíveis, antenas dobráveis ​​e aplicações onde a flexão mecânica é necessária sem sacrificar o desempenho de RF.

 

 

6. Posicionamento Comparativo – Como o TLY-5 se Destaca

Comparado aos típicos compósitos de PTFE reforçados com fibra picada, o TLY-5 oferece diversas vantagens distintas:

Aspecto	TLY-5 (vidro tecido)	Fibra picada PTFE
Estabilidade Dimensional	Superior – matriz tecida proporciona rigidez mecânica	Inferior – pode mudar durante o processamento
Rendimento de Fabricação	Superior – consistente painel a painel	Inferior – mais variação
Fator de Dissipação	0,0009 (menor da classe)	Normalmente mais alto
Tolerância Dk	±0,02 (controle rígido)	Variação mais ampla
Usinagem / Perfuração	Bom – vidro leve	Mais difícil – fibras abrasivas
Flexibilidade	Padrão	Mais flexível (mas o TLY-3FF resolve isso)

 

 

7. Aplicações típicas – Onde o TLY-5 brilha

Com base em seu conjunto de propriedades e no caso de projeto acima, o TLY-5 é adequado para:

 

Radar Automotivo: sensores de 77 GHz e 79 GHz para ADAS e sistemas de direção autônoma

 

Comunicações via satélite e celular: terminais de banda Ka, equipamentos de estação terrestre

 

Amplificadores de Potência: Estágios de potência de RF de alta frequência que exigem baixa perda

 

LNBs, LNAs, LNCs: Blocos e amplificadores de baixo ruído para recepção de satélite

 

Aeroespacial e Aviônica: Altímetros de radar, sistemas de comunicação, equipamentos de navegação

 

Aplicações nas bandas Ka, E e W: Sistemas de ondas milimétricas até e além de 77 GHz

 

 

Q1: Qual é a faixa da constante dielétrica para TLY-5?

O Dk pode ser especificado dentro de um intervalo de 2,17 a 2,40. Para a maioria das espessuras, a tolerância é de ±0,02, proporcionando excelente consistência para projetos controlados por impedância.

 

 

Q2: Como o TLY-5 se compara aos compósitos de PTFE reforçados com fibra picada?
O TLY-5 utiliza uma matriz de fibra de vidro tecida leve, oferecendo estabilidade dimensional superior e maior rendimento de fabricação. Em 77 GHz, testes comparativos mostraram desempenho de perda de inserção equivalente "drop-in", com o principal benefício sendo a melhoria da processabilidade.

 

 

Q3: Qual é a frequência operacional máxima para TLY-5?
O TLY-5 é implantado com sucesso em aplicações de até 77 GHz (radar automotivo) e além, incluindo bandas Ka, E e W. Seu Df ultrabaixo (0,0009) o torna adequado para frequências de ondas milimétricas.

 

 

Q4: O TLY-5 é adequado para aplicações espaciais?
Sim. Com valores de liberação de gases da NASA (TML, CVCM, WVR) todos em ≤0,01% e inflamabilidade UL 94 V-0, o TLY-5 atende aos requisitos de nível aeroespacial para equipamentos espaciais e aviônicos.

 

 

Q5: Qual é a diferença entre TLY-5 e TLY-3FF?
TLY-3FF é uma variante altamente flexível do TLY-5, projetada para aplicações que exigem raio de curvatura. Oferece flexibilidade comparável aos laminados de fibra cortada, mantendo menor perda e melhor capacidade de formação de laser.

 

 

Q6: Quais pesos e acabamentos de cobre estão disponíveis?
As opções de cobre padrão incluem 1/2 onça e 1 onça, com vários tratamentos (ED, CL1, C1). Os acabamentos de superfície incluem EPIG (como no caso do design), bem como outras opções padrão mediante solicitação.

 

 

Q7: Todos os valores na tabela de propriedades são garantidos?
Os dados fornecidos são valores medidos típicos destinados a auxiliar na seleção do material. Eles não constituem valores de especificação. Para tolerâncias críticas, entre em contato diretamente com a AGC.

 

 

Q8: Quais tamanhos de painel estão disponíveis para TLY-5?
Os tamanhos padrão dos painéis variam de 12" × 18" a 24" × 36", sendo o padrão 18" × 24" (457 × 610 mm). Tamanhos adicionais estão disponíveis mediante solicitação.

 

 

Conclusão

O TLY-5 da AGC representa uma solução atraente para engenheiros que projetam circuitos de ondas milimétricas de alta frequência que exigem perda ultrabaixa, propriedades dielétricas consistentes e estabilidade dimensional excepcional. Conforme demonstrado pelo case de design de PCB de 2 camadas - com 0,3 mm de espessura, 139 vias e acabamento de superfície EPIG - o TLY-5 integra-se perfeitamente aos fluxos de trabalho de fabricação padrão, ao mesmo tempo que oferece o desempenho elétrico necessário para radar automotivo de 77 GHz, comunicações por satélite e aplicações aeroespaciais. Com seu reforço de vidro tecido leve, o TLY-5 não apenas corresponde ao desempenho elétrico das alternativas de fibra cortada, mas também as supera em capacidade de fabricação e rendimento – tornando-o uma escolha confiável e comprovada em campo para produção de ondas milimétricas em alto volume.