O que é Rogers PCB?
Rogers PCB refere-se a um tipo de placa de circuito impresso que usa materiais laminados de alta frequência da Rogers Corporation. Esses materiais são preferidos ao FR-4 tradicional para aplicações que exigem desempenho elétrico superior.
Principais características:
1. Desempenho de alta frequência: os materiais Rogers fornecem integridade de sinal estável em altas frequências, tornando-os ideais para aplicações de RF e micro-ondas.
2. Baixa perda dielétrica: garante atenuação mínima do sinal, essencial para circuitos de alta velocidade.
3. Gerenciamento térmico: oferece dissipação de calor e estabilidade superiores em ambientes de alta temperatura.
4. Propriedades mecânicas: excelente estabilidade dimensional e resistência, acomodando projetos complexos de PCB.
5. Resistência química: alta resistência a produtos químicos e umidade, aumentando a durabilidade.
Materiais comuns da Rogers:
1. Série RO4000: baixa perda dielétrica e excelente estabilidade térmica.
2. Série RO3000: estabilidade dimensional excepcional e baixa absorção de umidade.
3. Série RT/duroid®: laminados de alto desempenho com baixas constantes dielétricas.
Aplicações:
1. Telecomunicações: estações base, antenas.
2. Aeroespacial e defesa: sistemas de radar, comunicações via satélite.
3. Automotivo: sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS).
4. Dispositivos médicos: equipamentos de diagnóstico, imagens médicas.
5. Industrial: sensores, instrumentação.
Na prototipagem de PCB, a Rogers é uma placa de circuito exclusiva com um limite técnico específico, difícil de operar e alto custo. As fábricas gerais de PCB raramente atendem aos pedidos devido aos métodos de produção problemáticos e ao pequeno número de pedidos dos clientes. A RayMing está envolvida no fabricante de protótipos de PCB de placas de PCB de alta frequência da Rogers, que podem atender às várias necessidades de PCB de alta frequência dos clientes. Atualmente, pode atingir 4 a 10 camadas de pressão pura de cerâmica e 4 a 12 camadas de pressão mista.
O que é o Rogers Material?
A Rogers Corporation é uma empresa líder global em tecnologia de materiais, conhecida por seus materiais avançados de laminados para placas de circuito, que são integrais para PCBs de alta frequência e alto desempenho. Aqui está o que diferencia os materiais da Rogers:
Diversa gama de substratos: a Rogers oferece uma ampla gama de materiais de substrato para placas de circuito personalizados para várias aplicações e necessidades de desempenho. As opções populares incluem as séries RO4000, RO3000 e RT/duroid.
Especialização em alta frequência: a Rogers se destaca em materiais de alta frequência para PCBs de RF e micro-ondas, garantindo desempenho elétrico de precisão essencial para tecnologias de comunicação avançadas.
Laminados versáteis: laminados de circuito rígidos e flexíveis estão disponíveis, todos compatíveis com processos comuns de fabricação de PCB, proporcionando flexibilidade em design e aplicação.
Formulações proprietárias: utilizando formulações proprietárias especializadas, os materiais da Rogers apresentam propriedades dielétricas, térmicas e mecânicas específicas, atendendo às necessidades exigentes de circuitos eletrônicos de alto desempenho.
Recursos de circuito aprimorados: a tecnologia da Rogers suporta densidades de circuito mais altas, velocidade e integridade de sinal aprimoradas e confiabilidade aprimorada, tornando-os ideais para eletrônicos de ponta.
Conformidade da indústria: os materiais da Rogers estão em conformidade com os principais padrões da indústria, como UL, IPC e RoHS. Eles são certificados para uso em setores aeroespacial, de defesa, telecomunicações, automotivo e outros setores críticos.
Uso global: os fabricantes de PCB em todo o mundo confiam nos materiais da Rogers para construir placas de circuito de ponta para dispositivos eletrônicos avançados, destacando sua presença global e a confiança da indústria.
Ao aproveitar os materiais da Rogers, engenheiros e fabricantes podem obter desempenho e confiabilidade superiores em suas aplicações de PCB de alta frequência e alto desempenho.
Visão geral dos materiais da placa de circuito da Rogers
A Rogers oferece uma das mais amplas seleções de materiais de substrato de placa de circuito do setor para atender às necessidades de várias aplicações:
Laminados de alta frequência da série RO4000
A série RO4000 consiste em laminados termofixos preenchidos com cerâmica projetados para placas de circuito exigentes que operam em frequências de até mmWave. Ela oferece excelente estabilidade dimensional, baixa expansão térmica e excelente desempenho em alta frequência. Algumas opções incluem:
RO4003TM – Versão mais comum para aplicações sem fio, aeroespaciais, de defesa e instrumentação.
RO4350BTM – Maior condutividade térmica para circuitos de energia e distribuição de calor.
RO4450TM – Desempenho de confiabilidade de ciclo térmico aprimorado.
RO4835TM – Alternativa de material leve com recursos elétricos semelhantes.
Laminados de alta frequência da série RO3000
A série RO3000 oferece materiais de circuito mais acessíveis em comparação com a série RO4000, tornando-os populares para aplicações comerciais sensíveis a custos. As opções incluem:
RO3010TM – Material de micro-ondas de uso geral com bom desempenho de alta frequência.
RO3006TM – Maior permissividade e condutividade térmica para módulos de potência.
RO3003TM – Laminado de alta frequência com perda de inserção melhorada em relação ao RO3010.
Laminados de alta frequência RT/duroid
Os materiais RT/duroid são especialmente projetados para fornecer parâmetros elétricos rigorosamente controlados para funcionalidade ideal do circuito. Eles são livres de halogênio. As variantes incluem:
RT/duroid 5870 – Material de baixa perda para alta densidade de potência em aplicações mmWave.
RT/duroid 6035HTC – Alta condutividade térmica e baixa perda para amplificadores de potência e antenas.
RT/duroid 6002 – Laminado de micro-ondas com custo otimizado e desempenho térmico melhorado em relação ao RO4350B.
Pré-impregnados de baixo fluxo RO1200
Os pré-impregnados de baixo fluxo RO1200 consistem em filmes de polímero de cristal líquido projetados principalmente para construções de PCB multicamadas que exigem excelente estabilidade dimensional. As versões comuns são RO1200TM e RO1220TM.
Materiais de micro-ondas termofixos TMM
A série TMM oferece uma seleção de materiais termofixos microdispersos preenchidos com cerâmica que abrangem uma ampla gama de constantes dielétricas para aplicações de banda larga. As opções incluem TMM3, TMM4, TMM6, TMM10i e muito mais.
Filmes flexíveis de LCP e PTFE
Os materiais de circuito flexíveis da Rogers fornecem excelente desempenho de alta frequência em um formato fino e leve. Isso inclui filmes de polímero de cristal líquido (LCP) ULTRALAM® e compostos de PTFE RT/duroid®.
Outros materiais especiais
Tecnologias de materiais adicionais da Rogers incluem materiais de finalização térmica preenchidos com cerâmica, materiais de amortecimento, materiais de janela de viga, filmes de poliimida e muito mais para aplicações específicas.
A Rogers também oferece materiais de prototipagem de giro rápido sob sua marca ProtoBONDTM.
Projetando PCBs Rogers
O uso de materiais Rogers para fabricação de placas de circuito fornece estas vantagens principais:
Desempenho de alta frequência – Fornece constante dielétrica estável e características de baixa perda para funcionalidade elétrica ideal em aplicações de RF, micro-ondas e ondas milimétricas. Permite frequências operacionais mais altas.
Gerenciamento térmico – Formulações especializadas disponíveis com alta condutividade térmica, baixo coeficiente de expansão térmica e excelente estabilidade térmica para gerenciamento de calor em placas de circuito. Crítico para dispositivos de energia.
Miniaturização – Propriedades elétricas consistentes e confiáveis permitem a construção de placas, componentes, circuitos e recursos elétricos de maior complexidade dentro de uma determinada área para maior miniaturização.
Integridade do sinal – Excelente estabilidade dimensional junto com microestruturas finas resultam em superfícies de cobre lisas que melhoram muito a velocidade, a qualidade e a integridade do sinal por meio de traços de PCB.
Confiabilidade – Estabilidade, adesão e durabilidade do material a longo prazo atendem aos requisitos de confiabilidade de aplicações de defesa, aeroespacial, automotiva e outras de longa duração.
Flexibilidade de Design – Ampla gama de espessuras de materiais, tamanhos, certificações, constantes dielétricas, tangentes de perda e outros parâmetros fornecem ampla flexibilidade de design.
Facilidade de Processamento – Compatível com técnicas de fabricação de placas de circuito padrão, como geração de imagens, perfuração, galvanoplastia e montagem, permitindo o uso com processos e equipamentos de PCB existentes.
Conformidade Regulatória – Os materiais estão em conformidade com os principais padrões ambientais e regulatórios para uso em indústrias e aplicações rigorosamente controladas.
Processo de fabricação de PCB e laminados da Rogers
Aquisição de material e garantia de qualidade: a Rogers colabora com distribuidores globais para fornecer vários materiais de PCB em formatos de folha, painel ou rolo. Verificações de qualidade rigorosas garantem a adesão às tolerâncias dimensionais e especificações de material no recebimento.
Preparação do painel e ferramentas de precisão: os laminados Rogers são cortados com precisão em painéis e perfurados com furos de ferramentas para alinhamento preciso durante os processos subsequentes.
Imagem e gravação: as superfícies dos laminados Rogers são revestidas com fotorresistente e expostas para definir padrões de circuito. Os processos de gravação removem seletivamente o cobre exposto para formar traços de circuito.
Inspeção óptica automatizada e galvanoplastia: a inspeção óptica automatizada verifica a precisão e a qualidade dos traços antes que as superfícies passem pelo revestimento de cobre. Revestimentos adicionais, como máscaras de solda e acabamentos, são aplicados quando necessário.
Laminação de camadas e perfuração por microvia: as placas Rogers passam por laminação sob calor e pressão controlados para formar estruturas multicamadas. A perfuração por microvia garante interconexões precisas entre as camadas.
Roteamento, teste e garantia de qualidade: Após a laminação, as placas são roteadas para as dimensões finais. Testes elétricos rigorosos verificam a continuidade e o desempenho do circuito em relação aos parâmetros especificados.
Protocolos abrangentes de garantia de qualidade identificam e corrigem quaisquer defeitos.
Acabamento final e embalagem: Revestimentos protetores opcionais protegem PCBs de elementos ambientais. Após limpeza e cozimento completos, as placas são meticulosamente embaladas para transporte seguro aos fabricantes de uso final.
Por meio de processos de fabricação otimizados e adaptados aos materiais da Rogers, os fabricantes de PCB alcançam qualidade e confiabilidade superiores, atendendo às demandas de aplicações de alto desempenho em setores como aeroespacial, telecomunicações e eletrônica automotiva.
Considerações sobre o design de PCB flexível
Projetar um PCB flexível confiável requer abordar os aspectos de flexão dinâmica com diretrizes especializadas:
Largura e espaçamento do traço: espaçamento maior para traços mais estreitos em regiões dinâmicas é essencial para evitar rachaduras. Recomenda-se uma proporção de 2:1 de espaçamento para largura do traço.
Raio de curvatura: Roteie os traços perpendicularmente aos eixos de curvatura. Mantenha pelo menos uma espessura de base de 3X para curvaturas estáticas e 10X para curvaturas dinâmicas.
Vazios de cobertura: Minimize os vazios onde os traços são expostos para evitar desgaste, especialmente em zonas de curvatura dinâmica.
Reforço: Use reforços em regiões multicamadas para evitar empenamento e enrugamento durante a curvatura.
Adesivos: Empregue adesivos flexíveis de alto desempenho, como acrílico, para durabilidade em aplicações de flexão dinâmica.
Vias: Use vias em formato de lágrima com anéis anulares adequados para evitar a propagação de rachaduras nas bordas dos furos de perfuração.
Cantos: Cantos arredondados de traços afiados com raios maiores para reduzir concentrações de estresse. Evite traços angulares nos cantos.
Pads: Utilize pads retangulares ou circulares arredondados e pads de alívio térmico em áreas de flexão com neckdowns.
Seguindo essas diretrizes, PCBs flexíveis podem ser projetados para suportar milhões de ciclos de flexão, garantindo longa vida útil do produto e confiabilidade em várias aplicações.
Principais aplicações das materializações de Rogers
As capacidades de alta frequência e o desempenho confiável dos materiais Rogers os tornam adequados para:
Comunicações sem fio – Usado em antenas mmWave 5G NR, matrizes MIMO massivas, cabeças de rádio remotas, estações base, links de backhaul e outras infraestruturas sem fio.
Satcom e radar – Usado em comunicações via satélite, sistemas de radar de matriz em fase, equipamentos de GPS e outros eletrônicos aeroespaciais e de defesa de alta frequência.
Radar automotivo – Usado em PCBs de radar de prevenção de colisões para sistemas avançados de assistência ao motorista em veículos modernos.
Dados de alta velocidade – Usado em equipamentos de rede, data centers, equipamentos de teste e osciloscópios para aplicações de alta largura de banda.
Armamento inteligente – Usado em munições "inteligentes", mísseis guiados, drones e outros eletrônicos militares que exigem placas de circuito de alta frequência confiáveis.
Aeroespacial e aviônica – Usado em sistemas de entretenimento a bordo, comunicações, eletrônicos de bordo e outros sistemas de aeronaves comerciais e militares.
Matrizes em fase 5G – Usadas em matrizes de antenas de formação de feixe 5G de alto desempenho para melhor velocidade e cobertura.
Imagem médica – Usadas em ressonância magnética, raio-X e outros equipamentos de imagem operando em frequências UHF, micro-ondas e mmWave.
Teste e medição – Usadas em osciloscópios, geradores de sinal e outros equipamentos de laboratório para medições de alta frequência.
Carcaças de radar – Usadas em radomos estruturais, módulos e carcaças para proteger eletrônicos de radar sensíveis.
Industrial/científico – Usadas em geradores de RF industriais de alta potência e equipamentos de processamento usados para pesquisa científica.
As propriedades especializadas de alta frequência dos materiais Rogers os tornam a melhor escolha para essas aplicações de ponta.
Projetando PCBs Rogers
Para utilizar efetivamente os materiais Rogers em projetos de placas de circuito, os engenheiros devem aderir a estas diretrizes otimizadas:
Seleção de material: Escolha o laminado Rogers apropriado com base em requisitos como constante dielétrica, tangente de perda, condutividade térmica e propriedades mecânicas para garantir o desempenho ideal.
Utilize os modelos Rogers: Empregue os modelos de materiais Rogers para simulações para prever e otimizar com precisão o desempenho do circuito, especialmente em aplicações de alta frequência.
Siga as diretrizes de layout: Os layouts de design devem estar em conformidade com as capacidades e restrições de fabricação, incluindo:
1. Largura e espaçamento do traço
2. Tamanho mínimo do furo
3. Tolerâncias de impedância
4. Espaçamento entre linhas
5. Configuração de empilhamento de camadas
Design para gerenciamento térmico: Implemente estratégias eficazes de gerenciamento térmico para dissipar o calor dos componentes, evitando a degradação do desempenho e garantindo a confiabilidade ao longo do tempo.
Considere coeficientes: considere coeficientes específicos do material, como o coeficiente de expansão térmica, para mitigar possíveis problemas relacionados à estabilidade dimensional e à confiabilidade.
Aproveite o suporte técnico: aproveite o suporte técnico abrangente, os recursos e a experiência da Rogers em técnicas de design de alta frequência para otimizar o desempenho e a confiabilidade da placa.
Ao aderir a essas diretrizes, os engenheiros podem aproveitar todo o potencial dos materiais de placa de circuito da Rogers, adaptados precisamente para atender às necessidades e desafios específicos de suas aplicações.
