Что такое Rogers PCB?
Rogers PCB относится к типу печатных плат, в которых используются высокочастотные ламинированные материалы от Rogers Corporation. Эти материалы предпочтительнее традиционного FR-4 для приложений, требующих превосходных электрических характеристик.
Основные характеристики:
Высокочастотные характеристики: материалы Rogers обеспечивают стабильную целостность сигнала на высоких частотах, что делает их идеальными для радиочастотных и микроволновых приложений.
Низкие диэлектрические потери: обеспечивают минимальное затухание сигнала, что необходимо для высокоскоростных схем.
Управление температурой: обеспечивает превосходное рассеивание тепла и стабильность в высокотемпературных средах.
Механические свойства: превосходная размерная стабильность и прочность, подходящие для сложных конструкций печатных плат.
Химическая стойкость: высокая устойчивость к химикатам и влаге, повышающая долговечность.
Обычные материалы Rogers:
Серия RO4000: низкие диэлектрические потери и превосходная термическая стабильность.
Серия RO3000: исключительная размерная стабильность и низкое поглощение влаги.
Серия RT/duroid®: Высокопроизводительные ламинаты с низкой диэлектрической проницаемостью.
Области применения:
Телекоммуникации: базовые станции, антенны.
Авиакосмическая и оборонная промышленность: радиолокационные системы, спутниковая связь.
Автомобильная промышленность: усовершенствованные системы помощи водителю (ADAS).
Медицинские приборы: диагностическое оборудование, медицинская визуализация.
Промышленность: датчики, приборы.
В прототипировании печатных плат Rogers — это уникальная печатная плата с определенным техническим порогом, сложная в эксплуатации и высокая стоимость. Заводы по производству обычных печатных плат редко выполняют заказы из-за сложных методов производства и небольшого количества заказов клиентов. RayMing занимается изготовлением прототипов печатных плат высокочастотных печатных плат Rogers, которые могут удовлетворить различные потребности клиентов в высокочастотных печатных платах. В настоящее время она может достигать 4~10 слоев чистого керамического давления и 4~12 слоев смешанного давления.
Что такое материал Роджерса?
Rogers Corporation — ведущая мировая компания в области технологий материалов, известная своими передовыми ламинатами для печатных плат, которые являются неотъемлемой частью высокочастотных, высокопроизводительных печатных плат. Вот что отличает материалы Rogers:
Разнообразный ассортимент подложек: Rogers предлагает широкий ассортимент материалов для подложек печатных плат, адаптированных для различных применений и потребностей в производительности. Популярные варианты включают серии RO4000, RO3000 и RT/duroid.
Высокочастотная специализация: Rogers преуспевает в высокочастотных материалах для ВЧ и СВЧ печатных плат, обеспечивая прецизионные электрические характеристики, необходимые для передовых коммуникационных технологий.
Универсальные ламинаты: доступны как жесткие, так и гибкие ламинаты для печатных плат, все они совместимы с распространенными процессами производства печатных плат, обеспечивая гибкость в проектировании и применении.
Фирменные формулы: используя специализированные фирменные формулы, материалы Rogers обладают определенными диэлектрическими, термическими и механическими свойствами, удовлетворяя строгие требования высокопроизводительных электронных схем.
Расширенные возможности схем: технология Rogers поддерживает более высокую плотность схем, улучшенную скорость и целостность сигнала, а также повышенную надежность, что делает их идеальными для передовой электроники.
Соответствие отраслевым стандартам: материалы Rogers соответствуют основным отраслевым стандартам, таким как UL, IPC и RoHS. Они сертифицированы для использования в аэрокосмической, оборонной, телекоммуникационной, автомобильной и других критических секторах.
Глобальное использование: производители печатных плат по всему миру полагаются на материалы Rogers для создания высококачественных печатных плат для современных электронных устройств, подчеркивая свое глобальное присутствие и доверие отрасли.
Используя материалы Rogers, инженеры и производители могут добиться превосходной производительности и надежности в своих высокочастотных, высокопроизводительных приложениях для печатных плат.
Обзор материалов для печатных плат Rogers
Rogers предлагает один из самых широких в отрасли выбор материалов подложки для печатных плат для удовлетворения потребностей различных приложений:
Высокочастотные ламинаты серии RO4000
Серия RO4000 состоит из термореактивных ламинатов с керамическим наполнителем, разработанных для точных печатных плат, работающих на частотах до миллиметровых волн. Он обеспечивает превосходную стабильность размеров, низкое тепловое расширение и выдающиеся высокочастотные характеристики. Некоторые варианты включают:
RO4003TM — наиболее распространенная версия для беспроводных, аэрокосмических, оборонных и приборостроительных приложений.
RO4350BTM — более высокая теплопроводность для силовых цепей и распределения тепла.
RO4450TM — улучшенные показатели надежности термического цикла.
RO4835TM — легкая альтернатива материалу с аналогичными электрическими характеристиками.
Высокочастотные ламинаты серии RO3000
Серия RO3000 предлагает более доступные материалы для схем по сравнению с серией RO4000, что делает их популярными для коммерческих приложений с ограниченным бюджетом. Варианты включают:
RO3010TM – универсальный микроволновый материал с хорошими высокочастотными характеристиками.
RO3006TM – более высокая диэлектрическая проницаемость и теплопроводность для силовых модулей.
RO3003TM – высокочастотный ламинат с улучшенными вносимыми потерями по сравнению с RO3010.
Высокочастотные ламинаты RT/duroid
Материалы RT/duroid специально разработаны для обеспечения строго контролируемых электрических параметров для оптимальной функциональности схемы. Они не содержат галогенов. Варианты включают:
RT/duroid 5870 – материал с низкими потерями для высокой плотности мощности в приложениях миллиметрового диапазона.
RT/duroid 6035HTC – высокая теплопроводность и низкие потери для усилителей мощности и антенн.
RT/duroid 6002 – оптимизированный по стоимости микроволновый ламинат с улучшенными тепловыми характеристиками по сравнению с RO4350B.
Препреги с низкой текучестью RO1200
Препреги с низкой текучестью RO1200 состоят из жидкокристаллических полимерных пленок, разработанных в первую очередь для многослойных конструкций печатных плат, требующих превосходной размерной стабильности. Распространенные версии — RO1200TM и RO1220TM.
Термореактивные микроволновые материалы TMM
Серия TMM предлагает выбор термореактивных микродисперсных керамических наполненных материалов, охватывающих широкий диапазон диэлектрических постоянных для широкополосных приложений. Варианты включают TMM3, TMM4, TMM6, TMM10i и другие.
Гибкие пленки LCP и PTFE
Гибкие материалы для схем Rogers обеспечивают превосходные высокочастотные характеристики в тонком, легком форм-факторе. К ним относятся пленки жидкокристаллического полимера (LCP) ULTRALAM® и композиты RT/duroid® PTFE.
Другие специальные материалы
Дополнительные технологии материалов Rogers включают керамические наполненные тепловые торцевые материалы, демпфирующие материалы, материалы для окон балок, полиимидные пленки и многое другое для специальных применений.
Rogers также предлагает материалы для быстрого прототипирования под своим брендом ProtoBONDTM.
Преимущества материалов Rogers для печатных плат
Использование материалов Rogers для изготовления печатных плат обеспечивает следующие ключевые преимущества:
Высокочастотные характеристики — обеспечивает стабильную диэлектрическую постоянную и низкие характеристики потерь для оптимальной электрической функциональности в приложениях ВЧ, СВЧ и миллиметровых волн. Позволяет работать на более высоких рабочих частотах.
Управление температурой — доступны специализированные формулы с высокой теплопроводностью, низким коэффициентом теплового расширения и превосходной термической стабильностью для управления теплом в печатных платах. Критически важно для силовых устройств.
Миниатюризация — стабильные и надежные электрические свойства позволяют создавать платы, компоненты, схемы и электрические характеристики более высокой сложности в заданной области для большей миниатюризации.
Целостность сигнала — отличная размерная стабильность вместе с тонкими микроструктурами приводят к гладким медным поверхностям, которые значительно улучшают скорость сигнала, качество и целостность сигнала через печатные платы.
Надежность — долгосрочная стабильность материала, адгезия и долговечность поддерживают требования надежности в оборонной, аэрокосмической, автомобильной и других долгосрочных приложениях.
Гибкость проектирования — широкий диапазон толщин материалов, размеров, сертификаций, диэлектрических постоянных, тангенсов угла потерь и других параметров обеспечивает большую гибкость проектирования.
Простота обработки — совместимость со стандартными методами изготовления печатных плат, такими как визуализация, сверление, нанесение покрытия и сборка, что позволяет использовать их с существующими процессами и оборудованием для печатных плат.
Соответствие нормативным требованиям — материалы соответствуют основным экологическим и нормативным стандартам для использования в строго контролируемых отраслях и приложениях.
Процесс производства печатных плат и ламината Rogers
Приобретение материалов и обеспечение качества: Rogers сотрудничает с мировыми дистрибьюторами для поставки различных материалов для печатных плат в листовом, панельном или рулонном форматах. Строгие проверки качества гарантируют соблюдение допусков размеров и спецификаций материалов при получении.
Подготовка панелей и прецизионная оснастка: ламинаты Rogers точно разрезаются на панели и сверлятся с помощью инструментальных отверстий для точного выравнивания во время последующих процессов.
Визуализация и травление: поверхности ламинатов Rogers покрываются фоторезистом и экспонируются для определения рисунков схем. Процессы травления выборочно удаляют открытую медь для формирования дорожек схем.
Автоматизированный оптический контроль и покрытие: автоматизированный оптический контроль проверяет точность и качество дорожек перед нанесением медного покрытия на поверхности. При необходимости наносятся дополнительные покрытия, такие как паяльные маски и покрытия.
Ламинирование слоев и сверление микроотверстий: платы Rogers подвергаются ламинированию при контролируемом нагреве и давлении для формирования многослойных структур. Сверление микроотверстий обеспечивает точные соединения между слоями.
Маршрутизация, тестирование и контроль качества: после ламинирования платы маршрутизируются до окончательных размеров. Строгие электрические испытания проверяют непрерывность цепи и производительность в соответствии с указанными параметрами. Комплексные протоколы контроля качества выявляют и устраняют любые дефекты.
Окончательная отделка и упаковка: дополнительные защитные покрытия защищают печатные платы от воздействия окружающей среды. После тщательной очистки и обжига платы тщательно упаковываются для безопасной транспортировки конечным производителям.
Благодаря оптимизированным производственным процессам, адаптированным к материалам Rogers, производители печатных плат достигают превосходного качества и надежности, отвечая требованиям высокопроизводительных приложений в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, телекоммуникации и автомобильная электроника.
Соображения по проектированию гибких печатных плат
Чтобы спроектировать надежную гибкую печатную плату, необходимо учитывать аспекты динамического изгиба с помощью конкретных рекомендаций:
Ширина и интервал трасс. Чтобы избежать трещин, необходимо использовать больший интервал для более узких трасс в динамических областях. Рекомендуется соотношение расстояния к ширине гусеницы 2:1.
Радиус изгиба: Прокладывайте проводники перпендикулярно осям изгиба. Толщина основания должна быть как минимум в 3 раза больше для статических изгибов и в 10 раз для динамических изгибов.
Зазоры защитного слоя: минимизируйте зазоры на открытых дорожках, чтобы предотвратить износ, особенно в зонах динамического изгиба.
Усиление: используйте ребра жесткости в многослойных участках, чтобы предотвратить коробление и сгибание во время изгиба.
Клеи: используйте высокоэффективные гибкие клеи, такие как акриловые, для обеспечения длительного срока службы при работе с динамическими гибкими материалами.
Переходные отверстия: используйте переходные отверстия каплевидной формы с достаточным количеством колец, чтобы предотвратить распространение трещин от краев просверленных отверстий.
Углы: закругленные острые углы с большим радиусом для снижения концентрации напряжений. Избегайте наклонных проводящих дорожек в углах.
Подушечки: используйте закругленные прямоугольные или круглые подушечки и термически разгрузочные подушечки в местах изгибов с сужениями.
Следуя этим рекомендациям, гибкие печатные платы могут быть спроектированы так, чтобы выдерживать миллионы циклов изгиба, обеспечивая длительный срок службы и надежность продукта в различных приложениях.
Основные области применения материалов Rogers
Высокочастотные возможности и надежная работа материалов Rogers делают их хорошо подходящими для:
Беспроводная связь — используется в антеннах 5G NR mmWave, массивах MIMO, удаленных радиоголовках, базовых станциях, транзитных линиях связи и другой беспроводной инфраструктуре.
Спутниковая связь и радары — используются в спутниковой связи, фазированных радиолокационных системах, оборудовании GPS и другой высокочастотной аэрокосмической и оборонной электронике.
Автомобильные радары — используются в печатных платах радаров предотвращения столкновений для современных систем помощи водителю в современных транспортных средствах.
Высокоскоростные данные — используются в сетевом оборудовании, центрах обработки данных, испытательном оборудовании и осциллографах для приложений с высокой пропускной способностью.
Умное оружие — используется в «умных» боеприпасах, управляемых ракетах, беспилотниках и другой военной электронике, требующей надежных высокочастотных печатных плат.
Авиация и авионика — используются в бортовых развлекательных системах, средствах связи, бортовой электронике и других коммерческих и военных системах воздушных судов.
Фазированные решетки 5G — используются в высокопроизводительных антенных решетках формирования луча 5G для повышения скорости и покрытия.
Медицинская визуализация — используются в МРТ, рентгеновском и другом оборудовании для визуализации, работающем на частотах УВЧ, СВЧ и мм-волн.
Тестирование и измерение — используются в осциллографах, генераторах сигналов и другом лабораторном оборудовании для высокочастотных измерений.
Корпуса радаров — используются в структурных обтекателях, модулях и корпусах для защиты чувствительной радиоэлектроники.
Промышленные/научные — используются в мощных промышленных радиочастотных генераторах и оборудовании для обработки, используемых для научных исследований.
Специализированные высокочастотные свойства материалов Rogers делают их лучшим выбором для этих передовых приложений.
Проектирование печатных плат Rogers
Чтобы эффективно использовать материалы Rogers в конструкциях печатных плат, инженеры должны придерживаться следующих оптимизированных рекомендаций:
Выбор материала: выберите подходящий ламинат Rogers на основе таких требований, как диэлектрическая проницаемость, тангенс угла потерь, теплопроводность и механические свойства, чтобы обеспечить оптимальную производительность.
Использование моделей Rogers: используйте модели материалов Rogers для моделирования, чтобы точно предсказать и оптимизировать производительность схемы, особенно в высокочастотных приложениях.
Следуйте рекомендациям по компоновке: компоновка проекта должна соответствовать производственным возможностям и ограничениям, включая:
Ширина и расстояние между дорожками
Минимальный размер отверстий
Допуски импеданса
Расстояние между линиями
Конфигурация наложения слоев
Проектирование для управления температурой: реализуйте эффективные стратегии управления температурой для отвода тепла от компонентов, предотвращая ухудшение производительности и обеспечивая надежность с течением времени.
Учитывайте коэффициенты: учитывайте коэффициенты, характерные для конкретного материала, такие как коэффициент теплового расширения, чтобы смягчить потенциальные проблемы, связанные с размерной стабильностью и надежностью.
Используйте техническую поддержку: воспользуйтесь комплексной технической поддержкой, ресурсами и опытом Rogers в области высокочастотных методов проектирования для оптимизации производительности и надежности плат.
Соблюдая эти рекомендации, инженеры могут использовать весь потенциал материалов Rogers для печатных плат, точно соответствующих конкретным потребностям и задачам их приложений.
