¿Qué es Rogers PCB?
Rogers PCB se refiere a un tipo de placa de circuito impreso que utiliza materiales laminados de alta frecuencia de Rogers Corporation. Estos materiales se prefieren a los FR-4 tradicionales para aplicaciones que requieren un rendimiento eléctrico superior.
Características clave:
Rendimiento de alta frecuencia: los materiales de Rogers proporcionan una integridad de señal estable a altas frecuencias, lo que los hace ideales para aplicaciones de RF y microondas.
Baja pérdida dieléctrica: garantiza una atenuación mínima de la señal, esencial para circuitos de alta velocidad.
Gestión térmica: ofrece una disipación de calor y estabilidad superiores en entornos de alta temperatura.
Propiedades mecánicas: excelente estabilidad dimensional y resistencia, que se adapta a diseños de PCB complejos.
Resistencia química: alta resistencia a los productos químicos y la humedad, lo que mejora la durabilidad.
Materiales comunes de Rogers:
Serie RO4000: baja pérdida dieléctrica y excelente estabilidad térmica.
Serie RO3000: estabilidad dimensional excepcional y baja absorción de humedad.
Serie RT/duroid®: laminados de alto rendimiento con constantes dieléctricas bajas.
Aplicaciones:
Telecomunicaciones: Estaciones base, antenas.
Aeroespacial y defensa: Sistemas de radar, comunicaciones por satélite.
Automotriz: Sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS).
Dispositivos médicos: Equipos de diagnóstico, imágenes médicas.
Industrial: Sensores, instrumentación.
En el prototipado de PCB, Rogers es una placa de circuito única con un umbral técnico específico, difícil de operar y de alto costo. Las fábricas de PCB generales rara vez cumplen con los pedidos debido a los métodos de producción problemáticos y la pequeña cantidad de pedidos de los clientes. RayMing se dedica a la fabricación de prototipos de PCB de placas de circuito impreso de alta frecuencia Rogers, que pueden satisfacer las diversas necesidades de PCB de alta frecuencia de los clientes. Actualmente, puede lograr de 4 a 10 capas de presión pura de cerámica y de 4 a 12 capas de presión mixta.
¿Qué es Rogers Material?
Rogers Corporation es una empresa líder mundial en tecnología de materiales conocida por sus materiales laminados avanzados para placas de circuitos, que son fundamentales para las PCB de alto rendimiento y alta frecuencia. Esto es lo que distingue a los materiales de Rogers:
Gama de sustratos diversa: Rogers ofrece una amplia gama de materiales de sustrato para placas de circuitos diseñados para diversas aplicaciones y necesidades de rendimiento. Las opciones más populares incluyen las series RO4000, RO3000 y RT/duroid.
Especialización en alta frecuencia: Rogers se destaca en materiales de alta frecuencia para PCB de RF y microondas, lo que garantiza un rendimiento eléctrico de precisión esencial para las tecnologías de comunicación avanzadas.
Laminados versátiles: hay disponibles laminados de circuitos tanto rígidos como flexibles, todos compatibles con los procesos de fabricación de PCB comunes, lo que proporciona flexibilidad en el diseño y la aplicación.
Fórmulas patentadas: al utilizar fórmulas patentadas especializadas, los materiales de Rogers cuentan con propiedades dieléctricas, térmicas y mecánicas específicas, que satisfacen las exigentes necesidades de los circuitos electrónicos de alto rendimiento.
Capacidades de circuitos mejoradas: la tecnología de Rogers admite densidades de circuitos más altas, mejor velocidad e integridad de la señal y mayor confiabilidad, lo que los hace ideales para la electrónica de vanguardia.
Cumplimiento de la industria: los materiales de Rogers cumplen con los principales estándares de la industria, como UL, IPC y RoHS. Están certificados para su uso en los sectores aeroespacial, de defensa, de telecomunicaciones, automotriz y otros sectores críticos.
Uso global: los fabricantes de PCB de todo el mundo confían en los materiales de Rogers para construir placas de circuitos de alta gama para dispositivos electrónicos avanzados, lo que subraya su presencia global y la confianza de la industria.
Al aprovechar los materiales de Rogers, los ingenieros y fabricantes pueden lograr un rendimiento y una confiabilidad superiores en sus aplicaciones de PCB de alto rendimiento y alta frecuencia.
Descripción general de los materiales de la placa de circuito de Rogers
Rogers ofrece una de las selecciones más amplias de la industria de materiales de sustrato para placas de circuitos para satisfacer las necesidades de diversas aplicaciones:
Laminados de alta frecuencia de la serie RO4000
La serie RO4000 consta de laminados termoendurecibles rellenos de cerámica diseñados para placas de circuitos exigentes que funcionan a frecuencias de hasta mmWave. Ofrece una excelente estabilidad dimensional, baja expansión térmica y un rendimiento de alta frecuencia excepcional. Algunas opciones incluyen:
RO4003TM: la versión más común para aplicaciones inalámbricas, aeroespaciales, de defensa e instrumentación.
RO4350BTM: mayor conductividad térmica para circuitos de potencia y propagación del calor.
RO4450TM: rendimiento mejorado de confiabilidad del ciclo térmico.
RO4835TM: alternativa de material liviano con características eléctricas similares.
Laminados de alta frecuencia de la serie RO3000
La serie RO3000 ofrece materiales de circuitos más asequibles en comparación con la serie RO4000, lo que los hace populares para aplicaciones comerciales sensibles a los costos. Las opciones incluyen:
RO3010TM: material de microondas de uso general con buen rendimiento de alta frecuencia.
RO3006TM: mayor permitividad y conductividad térmica para módulos de potencia.
RO3003TM: laminado de alta frecuencia con pérdida de inserción mejorada en comparación con RO3010.
Laminados de alta frecuencia RT/duroid
Los materiales RT/duroid están diseñados especialmente para proporcionar parámetros eléctricos estrictamente controlados para una funcionalidad óptima del circuito. No contienen halógenos. Las variantes incluyen:
RT/duroid 5870: material de baja pérdida para alta densidad de potencia en aplicaciones de ondas milimétricas.
RT/duroid 6035HTC: alta conductividad térmica y baja pérdida para amplificadores de potencia y antenas.
RT/duroid 6002: laminado de microondas de costo optimizado con rendimiento térmico mejorado en comparación con RO4350B.
Preimpregnados de bajo flujo RO1200
Los preimpregnados de bajo flujo RO1200 consisten en películas de polímero de cristal líquido diseñadas principalmente para construcciones de PCB multicapa que requieren una excelente estabilidad dimensional. Las versiones comunes son RO1200TM y RO1220TM.
Materiales de microondas termoendurecibles TMM
La serie TMM ofrece una selección de materiales microdispersados termoendurecibles rellenos de cerámica que cubren una amplia gama de constantes dieléctricas para aplicaciones de banda ancha. Las opciones incluyen TMM3, TMM4, TMM6, TMM10i y más.
Películas de PTFE y LCP flexibles
Los materiales de circuito flexibles de Rogers brindan un excelente rendimiento de alta frecuencia en un factor de forma delgado y liviano. Estos incluyen películas de polímero de cristal líquido (LCP) ULTRALAM® y compuestos de PTFE RT/duroid®.
Otros materiales especiales
Las tecnologías de materiales adicionales de Rogers incluyen materiales de acoplamiento térmico de extremo relleno de cerámica, materiales de amortiguación, materiales de ventana de haz, películas de poliimida y más para aplicaciones específicas.
Rogers también ofrece materiales de creación de prototipos de rápida ejecución bajo su marca ProtoBONDTM.
Beneficios de los materiales Rogers para PCB
El uso de materiales de Rogers para la fabricación de placas de circuitos ofrece estas ventajas clave:
Rendimiento de alta frecuencia: proporciona una constante dieléctrica estable y características de baja pérdida para una funcionalidad eléctrica óptima en aplicaciones de RF, microondas y ondas milimétricas. Permite frecuencias de funcionamiento más altas.
Gestión térmica: formulaciones especializadas disponibles con alta conductividad térmica, bajo coeficiente de expansión térmica y excelente estabilidad térmica para controlar el calor en las placas de circuitos. Crítico para dispositivos de potencia.
Miniaturización: las propiedades eléctricas consistentes y confiables permiten la construcción de placas, componentes, circuitos y características eléctricas de mayor complejidad dentro de un área determinada para una mayor miniaturización.
Integridad de la señal: la excelente estabilidad dimensional junto con microestructuras finas dan como resultado superficies de cobre lisas que mejoran en gran medida la velocidad, la calidad y la integridad de la señal a través de las trazas de PCB.
Fiabilidad: la estabilidad, la adhesión y la durabilidad del material a largo plazo respaldan los requisitos de confiabilidad de las aplicaciones de defensa, aeroespaciales, automotrices y otras aplicaciones de larga duración.
Flexibilidad de diseño: una amplia gama de espesores de materiales, tamaños, certificaciones, constantes dieléctricas, tangentes de pérdida y otros parámetros proporcionan una gran flexibilidad de diseño.
Facilidad de procesamiento: compatible con técnicas de fabricación de placas de circuito estándar como obtención de imágenes, taladrado, enchapado y ensamblaje, lo que permite su uso con procesos y equipos de PCB existentes.
Cumplimiento normativo: los materiales cumplen con los principales estándares ambientales y normativos para su uso en industrias y aplicaciones estrictamente controladas.
Proceso de fabricación de PCB y laminados de Rogers
Adquisición de materiales y control de calidad: Rogers colabora con distribuidores globales para suministrar diversos materiales de PCB en formatos de láminas, paneles o rollos. Los estrictos controles de calidad garantizan el cumplimiento de las tolerancias dimensionales y las especificaciones del material al recibirlos.
Preparación de paneles y herramientas de precisión: los laminados de Rogers se cortan con precisión en paneles y se perforan con orificios para herramientas para una alineación precisa durante los procesos posteriores.
Imagen y grabado: las superficies de los laminados de Rogers se recubren con fotorresistencia y se exponen para definir patrones de circuitos. Los procesos de grabado eliminan selectivamente el cobre expuesto para formar trazas de circuitos.
Inspección óptica automatizada y enchapado: la inspección óptica automatizada verifica la precisión y la calidad de las trazas antes de que las superficies se sometan al enchapado de cobre. Se aplican recubrimientos adicionales, como máscaras de soldadura y acabados, cuando es necesario.
Laminación de capas y perforación de microvías: las placas de Rogers se someten a laminación con calor y presión controlados para formar estructuras multicapa. La perforación de microvías garantiza interconexiones precisas entre capas.
Enrutamiento, pruebas y control de calidad: después de la laminación, las placas se enrutan hasta alcanzar las dimensiones finales. Las pruebas eléctricas rigurosas verifican la continuidad y el rendimiento del circuito en relación con los parámetros especificados. Los protocolos integrales de control de calidad identifican y rectifican cualquier defecto.
Acabado final y embalaje: los recubrimientos protectores opcionales protegen las PCB de los elementos ambientales. Después de una limpieza y un horneado minuciosos, las placas se empaquetan meticulosamente para un transporte seguro a los fabricantes de uso final.
A través de procesos de fabricación optimizados adaptados a los materiales de Rogers, los fabricantes de PCB logran una calidad y una confiabilidad superiores, satisfaciendo las demandas de aplicaciones de alto rendimiento en industrias como la aeroespacial, las telecomunicaciones y la electrónica automotriz.
Consideraciones sobre el diseño de PCB flexibles
El diseño de una PCB flexible y confiable requiere abordar los aspectos de flexión dinámica con pautas especializadas:
Ancho y espaciado de las pistas: un espaciado más amplio para pistas más estrechas en regiones dinámicas es esencial para evitar grietas. Se recomienda una relación de espaciado a ancho de pista de 2:1.
Radio de curvatura: dirija las pistas perpendicularmente a los ejes de curvatura. Mantenga al menos un espesor de base 3X para curvaturas estáticas y 10X para curvaturas dinámicas.
Huecos en la cubierta: minimice los huecos donde las pistas están expuestas para evitar el desgaste, especialmente en zonas de curvatura dinámica.
Refuerzo: use refuerzos en regiones multicapa para evitar pandeo y arrugas durante la curvatura.
Adhesivos: emplee adhesivos flexibles de alto rendimiento como acrílico para mayor durabilidad en aplicaciones de flexión dinámica.
Pases pasantes: use pasantes en forma de lágrima con anillos anulares adecuados para evitar la propagación de grietas desde los bordes de los orificios de perforación.
Esquinas: redondee las esquinas de las pistas con radios más altos para reducir las concentraciones de tensión. Evite las pistas en ángulo en las esquinas.
Almohadillas: utilice almohadillas rectangulares redondeadas o circulares y alivie térmicamente las almohadillas en áreas de flexión con estrechamientos.
Siguiendo estas pautas, las PCB flexibles se pueden diseñar para soportar millones de ciclos de flexión, lo que garantiza una larga vida útil del producto y confiabilidad en diversas aplicaciones.
Principales aplicaciones de Rogers Materialsions
Las capacidades de alta frecuencia y el rendimiento confiable de los materiales de Rogers los hacen muy adecuados para:
Comunicaciones inalámbricas: se utilizan en antenas de ondas milimétricas 5G NR, matrices MIMO masivas, cabezales de radio remotos, estaciones base, enlaces de retorno y otras infraestructuras inalámbricas.
Comunicaciones por satélite y radar: se utilizan en comunicaciones por satélite, sistemas de radar de matriz en fase, equipos GPS y otros dispositivos electrónicos aeroespaciales y de defensa de alta frecuencia.
Radar automotriz: se utiliza en PCB de radar anticolisión para sistemas avanzados de asistencia al conductor en vehículos modernos.
Datos de alta velocidad: se utilizan en equipos de red, centros de datos, equipos de prueba y osciloscopios para aplicaciones de gran ancho de banda.
Armamento inteligente: se utiliza en municiones "inteligentes", misiles guiados, drones y otros dispositivos electrónicos militares que requieren placas de circuitos de alta frecuencia confiables.
Aeroespacial y aviónica: se utiliza en sistemas de entretenimiento en vuelo, comunicaciones, electrónica de a bordo y otros sistemas de aeronaves comerciales y militares.
Matrices en fase 5G: se utilizan en matrices de antenas de formación de haz 5G de alto rendimiento para mejorar la velocidad y la cobertura.
Imágenes médicas: se utilizan en equipos de resonancia magnética, rayos X y otros equipos de imágenes que funcionan en frecuencias UHF, microondas y mmWave.
Pruebas y mediciones: se utilizan en osciloscopios, generadores de señales y otros equipos de laboratorio para mediciones de alta frecuencia.
Carcasas de radar: se utilizan en radomos estructurales, módulos y carcasas para proteger la electrónica sensible del radar.
Industrial/científico: se utilizan en generadores de RF industriales de alta potencia y equipos de procesamiento utilizados para la investigación científica.
Las propiedades especializadas de alta frecuencia de los materiales Rogers los convierten en la mejor opción para estas aplicaciones de vanguardia.
Diseño de PCB de Rogers
Para utilizar eficazmente los materiales de Rogers en los diseños de placas de circuitos, los ingenieros deben cumplir con estas pautas optimizadas:
Selección de materiales: elija el laminado de Rogers adecuado en función de los requisitos, como la constante dieléctrica, la tangente de pérdida, la conductividad térmica y las propiedades mecánicas, para garantizar un rendimiento óptimo.
Utilice los modelos de Rogers: emplee los modelos de materiales de Rogers para realizar simulaciones a fin de predecir y optimizar con precisión el rendimiento del circuito, especialmente en aplicaciones de alta frecuencia.
Siga las pautas de diseño: los diseños deben cumplir con las capacidades y limitaciones de fabricación, incluidas:
Ancho y espaciado de las pistas
Tamaño mínimo de los orificios
Tolerancias de impedancia
Espaciado de línea a línea
Configuración de apilamiento de capas
Diseño para la gestión térmica: implemente estrategias de gestión térmica eficaces para disipar el calor de los componentes, lo que evitará la degradación del rendimiento y garantizará la confiabilidad a lo largo del tiempo.
Considere los coeficientes: tenga en cuenta los coeficientes específicos del material, como el coeficiente de expansión térmica, para mitigar posibles problemas relacionados con la estabilidad dimensional y la confiabilidad.
Aproveche el soporte técnico: aproveche el soporte técnico integral, los recursos y la experiencia de Rogers en técnicas de diseño de alta frecuencia para optimizar el rendimiento y la confiabilidad de las placas.
Al cumplir con estas pautas, los ingenieros pueden aprovechar todo el potencial de los materiales de las placas de circuitos de Rogers, diseñados con precisión para satisfacer las necesidades y los desafíos específicos de sus aplicaciones.
