สิ่งที่ควรพิจารณาเมื่อจัดหาชิ้นส่วนไมโครเวฟ

การเลือกวัสดุสำหรับชิ้นส่วนไมโครเวฟ: ค่า Dk, Df และตัวเลือกซับสเตรต

เหตุใดค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (Dk) จึงมีความสำคัญต่อการเลือกวัสดุแผงวงจรพิมพ์ไมโครเวฟ

ค่าคงที่ของตัวนำไฟฟ้า หรือที่วิศวกรเรียกว่า Dk โดยพื้นฐานแล้วจะเป็นตัวกำหนดว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านวัสดุต่างๆ อย่างไร ซึ่งมีความสำคัญมากเมื่อออกแบบวงจรไมโครเวฟ เมื่อเราพูดถึงค่า Dk ที่มีความเสถียรในช่วงประมาณ ±0.05 จะช่วยให้สัญญาณความถี่สูงยังคงความสะอาดและชัดเจนที่ความถี่เหนือ 10 กิกะเฮิรตซ์ ตัวอย่างเช่น คอมโพสิต PTFE ที่เติมเซรามิก วัสดุเหล่านี้สามารถรักษาค่า Dk ไว้ระหว่างประมาณ 2.94 ถึง 3.2 ได้ แม้อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงจากลบ 50 องศาเซลเซียส ไปจนถึง 150 องศาเซลเซียส ความเสถียรในลักษณะนี้ทำให้วัสดุดังกล่าวเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการควบคุมอิมพีแดนซ์ในระบบคลื่น milimeter 5G รุ่นใหม่ๆ ที่คุณภาพของสัญญาณมีความสำคัญอย่างยิ่ง

ความแตกต่างเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าทำไมการประยุกต์ใช้งานที่มีความถี่สูงจึงหลีกเลี่ยง FR-4 มาตรฐาน ซึ่งค่า Dk ลดลงอย่างมีนัยสำคัญตามความถี่ ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอิมพีแดนซ์และการเสื่อมสภาพของสัญญาณ

ปัจจัยการสูญเสียต่ำ (Df) และมุมการสูญเสียต่ำเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณ

วัสดุที่มีค่าการสูญเสียพลังงานต่ำ (Df) ช่วยรักษาคุณภาพของสัญญาณไว้ได้ เนื่องจากไม่สูญเสียพลังงานมากผ่านการสูญเสียในฉนวนไฟฟ้า เมื่อทำงานที่ความถี่ประมาณ 28 กิกะเฮิรตซ์ เราจะเห็นการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อใช้วัสดุพื้นฐานที่มีค่า Df ต่ำกว่า 0.004 เมื่อเทียบกับแผ่นวงจรธรรมดาแบบ FR-4 ซึ่งช่วยลดการสูญเสียสัญญาณลงได้ประมาณ 22% วัสดุเซรามิกขั้นสูงบางชนิดที่ทำจากไฮโดรคาร์บอนสามารถทำให้ค่า Df ต่ำได้ถึง 0.0015 ทำให้วัสดุดังกล่าวเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านเรดาร์ที่ต้องการความแรงของสัญญาณสูง ระบบเหล่านี้ต้องการการสูญเสียต่ำกว่า 0.1 เดซิเบลต่อนิ้วที่ความถี่ 77 กิกะเฮิรตซ์ หากพิจารณาคำแนะนำสำหรับการออกแบบแผ่นวงจรความถี่สูง การควบคุมค่า Dk และ Df ให้มีความแม่นยำจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องขยายสัญญาณกำลังได้ประมาณ 18% ในระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียม ผลประโยชน์ด้านประสิทธิภาพเช่นนี้จะสะสมเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ตามเวลาที่ใช้งานในแอปพลิเคชันที่ต้องการประสิทธิภาพสูง

เปรียบเทียบวัสดุพื้นฐานประเภท PTFE, Rogers และเซรามิกสำหรับการประยุกต์ใช้งานไมโครเวฟ

• PTFE : มีค่าการสูญเสียต่ำมาก (Df=0.002) แต่มีข้อเสียเรื่องความเสถียรทางกลที่อ่อนแอ (CTE=70 ppm/°C) ซึ่งทำให้กระบวนการประกอบมีความยุ่งยาก
• แผ่นลามิเนตที่ผสมเซรามิก : มีค่าการนำความร้อนสูงเป็นพิเศษ—สูงสุดถึง 3 W/mK เมื่อเทียบกับ 0.2 W/mK ของ PTFE—เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการออกแบบ RF กำลังสูง
• วัสดุจากสารไฮโดรคาร์บอน : มีคุณสมบัติด้านไฟฟ้าและกลไกที่สมดุล โดยมี Dk=3.5±0.05 และการดูดซับความชื้นต่ำกว่า 0.02%

แผ่นลามิเนตตระกูล Rogers 4003 เป็นที่นิยมใช้ในเรดาร์สำหรับยานยนต์ (76–81 กิกะเฮิรตซ์) เนื่องจากมีความเสถียรทางมิติสูงมาก (<0.3%) ระหว่างกระบวนการแลมิเนต จึงมั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือในระยะยาวสำหรับระบบความปลอดภัยที่สำคัญ

โครงสร้างแผงวงจรพิมพ์แบบผสม (Hybrid PCB Stack Ups): การรวมวัสดุ RF กับวัสดุมาตรฐาน (เช่น Rogers + FR4)

โครงสร้างแบบผสมผสานวัสดุ RF ประสิทธิภาพสูงเข้ากับชั้นดิจิทัลที่มีต้นทุนต่ำ ช่วยลดต้นทุนโดยรวมลงได้ 30–40% โดยไม่ลดทอนคุณภาพของสัญญาณ โครงสร้างทั่วไปมักประกอบด้วย:

1. ชั้น RF : 2–4 ชั้นของ Rogers RO4350B (Dk=3.48) สำหรับสายป้อนเสาอากาศและการเชื่อมต่อความเร็วสูง
2. เลเยอร์ดิจิทัล : FR-4 สำหรับวงจรควบคุมและการจัดการพลังงาน
3. โซนเปลี่ยนผ่าน : การเปลี่ยนผ่านความต้านทานที่ควบคุมได้โดยใช้วัสดุพรีเพร็กที่มีความจุในตัวเพื่อจัดการเส้นทางส่งกลับ

วิธีการนี้รองรับอินเตอร์เฟซเวฟไกด์ 94 กิกะเฮิรตซ์ ในระบบการบินและอวกาศ ขณะที่ยังคงเป็นไปตามมาตรฐานความน่าเชื่อถือ IPC-6018 Class 3

ประสิทธิภาพด้านความร้อนและไฟฟ้าในชิ้นส่วนไมโครเวฟความถี่สูง

คุณสมบัติด้านความร้อนของวัสดุไมโครเวฟภายใต้การปฏิบัติการที่ความถี่สูง

การทำงานที่ความถี่สูงจะสร้างความร้อนจำนวนมาก ซึ่งหมายความว่าเราจำเป็นต้องใช้วัสดุที่นำความร้อนได้ดีกว่า 0.5 วัตต์/เมตร·เคลวิน หากต้องการควบคุมการขยายตัวจากความร้อน และป้องกันไม่ให้สัญญาณเสื่อมสภาพ ซับสเตรตเซรามิกค่อนข้างดีในจุดนี้ โดยสามารถนำความร้อนได้ประมาณ 24 วัตต์/เมตร·เคลวิน ทำให้มันทำงานได้ดีในสถานีฐาน 5G ที่มีกำลังสูงและอุปกรณ์สื่อสารผ่านดาวเทียม ซึ่งการจัดการอุณหภูมิมีความสำคัญอย่างยิ่ง การศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อปีที่แล้วได้ตรวจสอบว่าคลื่นไมโครเวฟสร้างความร้อนอย่างไร และสิ่งที่พบก็น่าสนใจมาก: เมื่อเกินประมาณ 10 กิกะเฮิรตซ์ พลังงานส่วนใหญ่จะสูญเสียไปเป็นความร้อนผ่านผลทางไดอิเล็กทริก สิ่งนี้ชี้ให้เห็นอย่างชัดเจนว่าทำไมวัสดุซับสเตรตจึงต้องมีค่า tangent loss ต่ำมาก โดย ideally ควรต่ำกว่า 0.002 มิฉะนั้นชิ้นส่วนจะร้อนเกินไปและเริ่มเสียหายก่อนกำหนด

การออกแบบเพื่อควบคุมอิมพีแดนซ์ในวงจรความถี่สูงเพื่อให้สัญญาณทำงานได้อย่างสม่ำเสมอ

การรักษาระดับอิมพีแดนซ์ที่แม่นยำ (±5% ของค่าที่ยอมรับได้) มีความสำคัญอย่างยิ่งในการหลีกเลี่ยงการสะท้อนของสัญญาณที่ทำให้สัญญาณเสื่อมสภาพที่ความถี่ 28 กิกะเฮิรตซ์ขึ้นไป การบรรลุเป้าหมายนี้จำเป็นต้อง:

• การเลือกวัสดุเช่น Rogers 4350B ที่มีค่า Dk มั่นคงต่ออุณหภูมิ
• การประยุกต์ใช้อัลกอริธึมชดเชยการกัดกร่อนสำหรับร่องลายละเอียด (แคบลงถึง 0.1 มม.)
• การรับประกันความควบคุมความหนาของแผ่นลามิเนตอย่างแม่นยำ (<3% ความแปรผัน)

แนวทางปฏิบัติเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าค่าความต้านทานขวางจะเบี่ยงเบนน้อยที่สุดตลอดการผลิต ซึ่งรองรับการส่งสัญญาณที่มั่นคงในระบบคลื่น milimeter (mmWave)

ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและการทำงานของสัญญาณในแอปพลิเคชันจริง

Dk มีอิทธิพลโดยตรงต่อความมั่นคงของเฟส ความล่าช้าในการแพร่กระจาย และการสูญเสียสัญญาณ การเปรียบเทียบต่อไปนี้แสดงข้อแลกเปลี่ยนสำคัญ:

ในแอปพลิเคชันด้านการบินและอวกาศ เซรามิกที่ใช้เป็นซับสเตรตสามารถลดการหลุดล่อนอันเนื่องจากความไม่สอดคล้องกันทางความร้อนได้ถึง 73% เมื่อเทียบกับ FR4 มาตรฐาน โดยอ้างอิงข้อมูลจาก Pike Research ปี 2023

เทคนิคการผลิตขั้นสูงสำหรับชิ้นส่วนไมโครเวฟความแม่นยำสูง

เทคนิคการกัดกรดและการเจาะความแม่นยำสูงสำหรับแผงวงจรพีซีบีไมโครเวฟความหนาแน่นสูง

การผลิตให้ได้ค่าความคลาดเคลื่อนของลวดลายที่ต่ำกว่า 15 ไมครอนนั้นจำเป็นต้องใช้เทคนิคการผลิตขั้นสูง ระบบ LDI ที่มีอยู่ในปัจจุบันสามารถจัดตำแหน่งได้แม่นยำภายในระยะไม่ถึง 25 ไมครอน ซึ่งทำให้สามารถสร้างลวดลายเส้นทางสัญญาณที่ซับซ้อนได้สำหรับแผ่นวงจร 5G และแอปพลิเคชันคลื่นความถี่มิลลิเมตร เมื่อพูดถึงการเจาะรูวาย (vias) บริษัทต่างๆ กำลังเปลี่ยนมาใช้ระบบเลเซอร์ UV แบบความแม่นยำสูงแทนการเจาะด้วยเครื่องจักรแบบเดิม ข้อดีคือ ลดความเสียหายต่อวัสดุไดอิเล็กทริกได้ประมาณ 40% ซึ่งหมายถึงสัญญาณสะท้อนลดลงและสูญเสียการแทรกสอด (insertion losses) ต่ำลงโดยรวม ผลลัพธ์ทั้งหมดที่เรากำลังเห็นอยู่นี้เกิดขึ้นจากนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีการกลึงระดับไมโครทั่วทั้งอุตสาหกรรม

วิธีการเคลือบชั้นสำหรับแผ่นวงจรไมโครเวฟหลายชั้น

เมื่อทำงานกับแผ่นวงจรพิมพ์ไมโครเวฟหลายชั้น ผู้ผลิตจำเป็นต้องใช้เทคนิคการเคลือบแบบพิเศษเพื่อรับมือกับความเครียดจากความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงาน สำหรับผลลัพธ์ที่ดีที่สุด โรงงานจำนวนมากเลือกใช้การเคลือบที่ความดันต่ำประมาณ 5 psi หรือน้อยกว่า พร้อมกับขั้นตอนการยึดติดตามลำดับ ซึ่งจะช่วยให้วัสดุไดอิเล็กทริกกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอบนแผ่นวงจร ซึ่งมีความสำคัญมากเมื่อจัดการกับโครงสร้างแบบผสม (hybrid stackups) ที่มีการรวมวัสดุหลายชนิดเข้าด้วยกัน อุตสาหกรรมพบว่าการใช้วัสดุพรีเพรกที่มีปริมาณโพรงอากาศต่ำกว่า 1% นั้นให้ผลลัพธ์ที่ดีมากเมื่อนำมาใช้ร่วมกับแกนทองแดง-อินวาร์-ทองแดง การรวมกันนี้ช่วยลดความแตกต่างของสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อนให้ต่ำกว่า 2 ส่วนในล้านส่วนต่อองศาเซลเซียส การควบคุมอย่างแน่นหนานี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการรักษาเสถียรภาพของสัญญาณในชิ้นส่วนยานยนต์และอากาศยานสมรรถนะสูง ที่ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงอย่างต่อเนื่องทุกวัน

เทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงช่วยปรับปรุงผลผลิตและความสม่ำเสมออย่างไร

เมื่อใช้ระบบตรวจสอบด้วยภาพอัตโนมัติที่ขับเคลื่อนด้วยปัญญาประดิษฐ์สำหรับการตรวจจับข้อบกพร่อง ผู้ผลิตสามารถลดอัตราของเสียได้อย่างมาก บางครั้งลดของเสียลงได้ประมาณ 30% ในการดำเนินกระบวนการต่างๆ เช่น การกัดกร่อนและการชุบโลหะ การตรวจสอบแบบเรียลไทม์ช่วยรักษาระดับอิมพีแดนซ์ให้มีความสม่ำเสมอกันระหว่างการผลิตแต่ละครั้ง โดยทั่วไปอยู่ในช่วงประมาณบวกหรือลบ 2% วิธีการผลิตแบบแอดดิทีฟรูปแบบใหม่ล่าสุดยังเปลี่ยนแปลงสิ่งต่างๆ อีกด้วย ตอนนี้เป็นไปได้ที่จะพิมพ์โครงสร้างป้องกันคลื่นความถี่วิทยุ (RF shielding) ลงไปบนวัสดุซับสเตรตโดยตรง แทนที่จะพึ่งพาการประกอบด้วยมือ แนวทางนี้ไม่เพียงแต่กำจัดข้อผิดพลาดจากมนุษย์ที่เกิดขึ้นบ่อยๆ ออกไปได้ แต่ยังเพิ่มประสิทธิภาพของการต่อศูนย์ (grounding) อย่างมีนัยสำคัญ โดยปรับปรุงได้ประมาณ 18 เดซิเบล ที่ความถี่สูงถึง 40 กิกะเฮิรตซ์ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทั้งหมดเหล่านี้ทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนไมโครเวฟในปริมาณมากได้ ในขณะเดียวกันก็ยังคงตอบสนองข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่เข้มงวด ซึ่งก่อนหน้านี้ยากที่จะบรรลุได้ในการผลิตจำนวนมาก

การออกแบบและจำลองวงจรเพื่อประสิทธิภาพชิ้นส่วนไมโครเวฟที่เชื่อถือได้

ข้อพิจารณาที่สำคัญในการออกแบบวงจรสำหรับความถี่สูง

เมื่อทำงานกับความถี่ไมโครเวฟในช่วง 1 ถึง 300 กิกะเฮิรตซ์ การเลือกเรขาคณิตของเส้นทางส่งสัญญาณที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพื่อลดผลกระทบเชิงพาหะที่ไม่พึงประสงค์ให้น้อยที่สุด ค่าอิมพีแดนซ์จำเป็นต้องคงอยู่ที่ประมาณ 50 โอห์ม เพื่อให้ระบบทำงานได้อย่างถูกต้อง แม้แต่ความเบี่ยงเบนเพียงเล็กน้อย เช่น 5% ก็อาจก่อให้เกิดปัญหา เช่น การสูญเสียการแทรก (insertion loss) 0.5 เดซิเบล เมื่อทำงานที่ความถี่ 24 กิกะเฮิรตซ์ งานวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อปีที่แล้วโดยสมาคมทฤษฎีและเทคนิคไมโครเวฟแห่ง IEEE พบว่า แผงวงจรที่มีการต่อพื้นดินไม่สมมาตรจะสะท้อนสัญญาณกลับมากกว่าแผงวงจรที่มีการจัดวางการต่อพื้นดินแบบสมมาตรประมาณ 18% วิศวกรที่ใช้แนวทางที่เรียกว่า RF-first มักจะวางชิ้นส่วนที่ไวต่อสัญญาณ เช่น เครื่องขยายสัญญาณและตัวกรอง ให้ห่างจากบริเวณอื่นๆ บนแผงวงจรที่อาจมีสัญญาณรบกวนจากส่วนประกอบดิจิทัลใกล้เคียง ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้สัญญาณรบกวนที่ไม่ต้องการมาทำลายสัญญาณไมโครเวฟที่ละเอียดอ่อน

การจำลองและการทดสอบวงจรไมโครเวฟก่อนการผลิต

เครื่องมือต่างๆ เช่น ANSYS HFSS และ Keysight ADS สามารถทำนายพารามิเตอร์ S ที่ซับซ้อนได้ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนไม่ถึง 2% แม้ในความถี่สูงถึง 110 กิกะเฮิรตซ์ ในการพัฒนาตัวกรองสำหรับเทคโนโลยี 5G ตัวแก้ปัญหาสนามแม่เหล็กไฟฟ้าช่วยลดจำนวนรอบการสร้างต้นแบบลงอย่างมาก รายงานอุตสาหกรรมบางฉบับจากปลายปี 2023 ระบุว่ามีการลดลงประมาณ 40% ในวงจรดังกล่าวสำหรับแอมพลิฟายเออร์สถานะของแข็ง นอกจากนี้ยังต้องไม่ลืมการวิเคราะห์ทางความร้อนและโครงสร้างด้วย อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงเพียงอย่างเดียวก็สามารถก่อให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรงต่อระบบของเราได้ เคยมีกรณีที่พบว่า การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพียง 15 องศาเซลเซียส ทำให้ความถี่เรโซแนนซ์ของวัสดุเซรามิกที่ใช้ในการสร้างซับสเตรตเปลี่ยนไปประมาณ 0.3% สิ่งนี้ส่งผลให้การปรับเทียบระบบผิดพลาดอย่างร้ายแรงหากไม่มีการควบคุม

การทดสอบอิมพีแดนซ์และการควบคุมคุณภาพในการประกอบขั้นสุดท้าย

การตรวจสอบขั้นสุดท้ายอาศัยการทดสอบด้วยวิธีไทม์โดเมนรีเฟลกโตเมตรี (TDR) ซึ่งรับประกันความคลาดเคลื่อนของอิมพีแดนซ์ต่ำกว่า 1% ตลอดเส้นทางการส่งสัญญาณไมโครเวฟทั้งหมด ตามมาตรฐาน IPC-6012E (ฉบับปรับปรุงปี 2023) กำหนดให้มี:

• ค่าเบี่ยงเบนเฟส ±3% ในสายสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลคู่ ความถี่สูงสุดถึง 40 กิกะเฮิรตซ์
• ค่าการสูญเสียสัญญาณ (insertion loss) แตกต่างกันน้อยกว่า 0.25 dB ระหว่างหน่วยผลิตแต่ละชุด

ระบบ AOI สมัยใหม่สามารถตรวจจับข้อบกพร่องเฉพาะไมโครเวฟได้ถึง 99.98% รวมถึงช่องว่างเล็กจิ๋ว (microvoids) ภายในรูที่ชุบทองแดง ทำให้มั่นใจได้ว่าหน่วยงานที่ผ่านการตรวจสอบแล้วเท่านั้นจะถูกนำไปใช้งาน

การทดสอบความน่าเชื่อถือและการตรวจสอบสภาพแวดล้อมสำหรับชิ้นส่วนไมโครเวฟ

การทดสอบความน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและแรงกดดันจากความชื้น

เมื่อพูดถึงส่วนประกอบไมโครเวฟ พวกเขาต้องผ่านการทดสอบที่เข้มข้น ก่อนที่ใครจะต้องการให้ใช้งาน การหมุนเวียนความร้อนระหว่างลบ 40 องศาเซลเซียส และบวก 125 องศา เกิดขึ้นเป็นพันๆ ครั้ง เพียงเพื่อดูว่าวัสดุจะทนทานได้หรือไม่ แล้วก็มีการทดสอบความชื้น ที่สิ่งของถูกเผชิญกับอุณหภูมิ 85 องศา กับความชื้นสัมพันธ์ 85% เป็นเวลาหลายร้อย หรือแม้แต่พันชั่วโมง มันช่วยให้พบปัญหา เช่น ปัญหาการลดแผ่นใน PTFE และเซรามิกฮิบริดสับสราทที่ยากที่จะทํางาน การวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์เมื่อปีที่แล้ว ดูว่าวัสดุต่างๆ น่าเชื่อถือแค่ไหน และพบอะไรที่น่าสนใจเกี่ยวกับแผ่นผสมความถี่สูง วัสดุเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าค่าคงที่แบบไฟฟ้าหมัดของพวกมันเปลี่ยนแปลงเพียง 3% หลังจากผ่านการกระแทกทางอุณหภูมิ 700 ครั้ง ซึ่งจริงๆแล้วมันได้ชนะสิ่งที่มาตรฐาน IEC 61189-3 ต้องการ น่าประทับใจมาก เมื่อพิจารณาถึงสภาพที่รุนแรง ที่ส่วนประกอบเหล่านี้ต้องเผชิญกับการทํางานปกติ

การตรวจสอบความสมบูรณ์ของสัญญาณระยะยาวในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

เมื่อชิ้นส่วนต้องทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีปัญหาเรื่องการกัดกร่อนหรือแรงเครียดทางกล ชิ้นส่วนเหล่านั้นควรสามารถผ่านข้อกำหนดการทดสอบตามมาตรฐาน MIL-STD-202 วิธีการที่ 107 ได้ วัสดุซีรีส์ RO4000 ของโรเจอร์สแสดงความเสถียรได้อย่างน่าประทับใจ โดยรักษาระดับความแปรปรวนของค่าคงที่ไดอิเล็กทริกไว้ภายในประมาณ 1.5% แม้จะถูกเปิดทิ้งไว้ในสภาพความชื้น 95% เป็นระยะเวลา 5,000 ชั่วโมง ส่งผลให้วัสดุฐานเหล่านี้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน เช่น ระบบเรดาร์แบบอาร์เรย์เฟสและระบบสื่อสารดาวเทียม ซึ่งความน่าเชื่อถือมีความสำคัญสูงสุด การตรวจสอบประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่องเทียบกับมาตรฐานสิ่งแวดล้อมที่กำหนดไว้ ทำให้วิศวกรสามารถควบคุมการสูญเสียสัญญาณให้ต่ำกว่าเกณฑ์วิกฤตที่ 0.15 เดซิเบลต่อนิ้ว ที่ความถี่สูงถึง 40 กิกะเฮิรตซ์ ผลลัพธ์ดังกล่าวสอดคล้องกับข้อกำหนด IPC-6018 Class 3A ที่เข้มงวด ซึ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานที่มีความสำคัญอย่างยิ่งยวด ที่ไม่อนุญาตให้เกิดความล้มเหลว