Introducción
Los PCB de Rogers se refieren a tableros de alta frecuencia que se producen utilizando materiales obtenidos exclusivamente de la corporación Rogers.. A diferencia de las placas PCB convencionales hechas de resina epoxi (FR4), Los PCB de Rogers utilizan una base de cerámica como material de alta frecuencia, y no contienen fibra de vidrio en el medio. Conocido por su constante dieléctrica excepcional, tangente de baja pérdida, y alta conductividad térmica, Los PCB de Rogers ofrecen una variedad de beneficios sobre los PCB tradicionales. En esta entrada de blog, nuestro objetivo es proporcionar una introducción completa a los PCB de Rogers, cubriendo sus características únicas, ventajas, aplicaciones, y más. Exploremos juntos el mundo de los PCB de Rogers…
Beneficios de Rogers PCB
Los PCB de Rogers son una opción superior por muchas razones. Se prefiere el material de Rogers debido a su capacidad excepcional para funcionar bien en condiciones exigentes., así como su calidad y utilidad. A pesar de su mayor costo en comparación con otros materiales, Los PCB de Rogers ofrecen numerosas ventajas, entre ellas:
- Excelente rendimiento de alta frecuencia con baja pérdida dieléctrica
- Fabricación de PCB de baja electricidad
- Control de impedancia mejorado
- Capacidades excepcionales de gestión térmica
- Adecuado para aplicaciones espaciales con baja desgasificación
- Baja absorción de humedad y expansión térmica
- Sólida estabilidad dimensional para un uso fiable
- Alta compatibilidad y facilidad de fabricación.
Tipos de Rogers y sus propiedades
En esta parte, enumeramos algunos materiales de Rogers ampliamente utilizados con una breve introducción a sus propiedades para ayudarlo a elegir el material adecuado para su proyecto de PCB:
Rogers 3003
Rogers RO3003 sirve como un popular laminado de alta frecuencia utilizado principalmente para aplicaciones de RF y microondas. Este laminado consiste predominantemente en teflón infundido con cerámica (PTFE) compuesto. Una de sus características sobresalientes es su notable estabilidad en términos de constante dieléctrica a diferentes temperaturas., que erradica de manera efectiva el problema común de las fluctuaciones constantes dieléctricas que experimentan los materiales de vidrio de PTFE a temperatura ambiente.
Rogers 4003C
los 4003 laminado emplea 1080 y 1674 tejidos de vidrio dispuestos de manera adecuada para la laminación eléctrica. Un aspecto digno de mención del 4003C son sus propiedades eléctricas., que se parecen mucho a los de PTFE/material de tela de vidrio tejido, mientras que su tecnología de procesamiento es similar a la del material de resina epoxi/tela de vidrio. Se puede limpiar sin esfuerzo con un cepillo de nailon convencional.. El principal beneficio de RO4003C es su característica de pérdida mínima y la presencia de dos tipos de tela de vidrio.
Rogers 4350
Rogers 4350 es un material de alto rendimiento para señales de PCB, compuesto de resina de hidrocarburo/relleno cerámico reforzado con fibra de vidrio, en lugar de PTFE. Ofrece ahorros de costos en comparación con los laminados de microondas convencionales, ya que no requiere un procesamiento especial de orificio pasante THT.. Este material tiene una constante dieléctrica estable en un amplio rango de frecuencias y un coeficiente de baja temperatura, lo que lo convierte en un sustrato ideal para aplicaciones de banda ancha.
Rogers 4830
El laminado termoestable conocido como RO4830 se puede fabricar con tecnología FR4 estándar. Este laminado posee propiedades eléctricas que se alinean estrechamente con los valores estándar, lo que resulta en un rendimiento superior de ganancia de reflectancia y puntería. Es particularmente adecuado para aplicaciones de ondas milimétricas que priorizan la rentabilidad., tales como sensores de radar automotrices que operan en 76-81 GHz.
Rogers 4835T
RO4835 es un material de placa de circuito especializado desarrollado por Rogers, que está diseñado específicamente para el diseño de capas internas en tableros multicapa. Este material es un par termoestable que puede mitigar eficazmente el aumento de la constante dieléctrica y el factor de disipación causado por la oxidación en el cableado.. En comparación con los termoestables convencionales, RO4835T tiene una notable resistencia a la oxidación, siendo diez veces más resistente.
Rogers 5880
los rogers 5880 El laminado de alta frecuencia consta de una mezcla de compuesto de PTFE y microfibra. Tiene muy baja absorción de humedad., baja desgasificación, y baja pérdida eléctrica. Adicionalmente, la constante dieléctrica de Rogers RT/duroid 5880 los laminados son muy estables en un amplio rango de frecuencias, haciéndolos muy adecuados para aplicaciones de banda ancha y alta frecuencia.
| Materiales Rogers | Constante dieléctrica | Otras propiedades |
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Rogers 3003 |
3.00 +/- .04.
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Factor de disipación：0.0010 a 10 GHz
Espesor del sustrato: 0.02 “(0.5 mm) El espesor del cobre: 0.5 onzas Bajo X, Eje Y y Z CTE de 17, 16 y 25 ppm / ° C, respectivamente |
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Rogers 4003C
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3.38 +/- 0.05
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Factor de disipación: 0.0027 a 10 GHz
Bajo coeficiente de expansión térmica en el eje Z a 46 ppm / ° C La resistencia de volumen: 1.7×10&10 Resistencia superficial: 4.2*10&9 |
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Rogers 4350
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3.48 +/- 0.05
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Factor de disipación: 0.0037 a 10 GHz
Bajo coeficiente de expansión térmica en el eje Z a 32 ppm / ° C Temperatura de transición del vidrio (TG) de más de 280°C Velocidad superficial inferior a 500 OFS Carga de virutas inferior a 0.05 mm durante la perforación |
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Rogers 4830
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3.24 |
Pérdida de inserción : 2.2 db/en en 77 GHz
UL 94 V-0 clasificación retardante de llama Espesores dieléctricos de laminados: 0.005 y 0.0094 |
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Rogers 4835T
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3.3
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Densidad 1,92 g/cm3
Conductividad térmica 0.66w/m/k Laminado retardante de llama, UL 94 V-0 clasificado Temperatura de transición vítrea Tg de más 280 grados |
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Rogers 5880
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2.20 +/- .02
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Factor de disipación de .0009 a 10 GHz
Densidad extremadamente baja de 1,37 g/cm3 TCDk del eje Z tan bajo como +22 ppm/°C Isotrópico |
Diferencias entre Rogers y FR4
Alta frecuencia
Placas de circuito impreso FR-4, debido a su asequibilidad, confianza, y características familiares, son ampliamente utilizados en diferentes aplicaciones, como circuitos de audio y diseños de microondas. sin embargo, no son apropiados para aplicaciones de alta frecuencia. Los laminados especiales de alta frecuencia creados por Rogers son los más conocidos. Sus materiales tienen una constante dieléctrica de aproximadamente 20% más bajo que el de las placas FR-4. Para evaluar si los laminados de alta frecuencia son necesarios para su proyecto, es importante analizar tanto sus especificaciones eléctricas como mecánicas. Si las variaciones son demasiado amplias, es mejor usar material de PCB de Rogers.
Disipación
El factor de disipación o Df es una consideración importante, y este factor es mayor para las placas FR-4 que para las fabricadas con materiales de Rogers. Específicamente, Los materiales FR-4 exhiben mayores pérdidas, particularmente a altas frecuencias, con valores típicos de alrededor 0.020 en comparación con 0.004 para tableros de Rogers. La disipación en los materiales FR-4 también aumenta con la frecuencia, donde los laminados de alta frecuencia exhiben una característica de disipación constante que depende de la frecuencia. sin embargo, el uso de FR-4 puede ayudar a minimizar la pérdida de señal debido a su menor factor de disipación, y el proceso de ensamblaje automatizado y la fabricación de los materiales FR-4 hacen que sea más fácil trabajar con ellos durante el ensamblaje y la producción.
Estabilidad de impedancia
Para asegurar un flujo constante de corriente cuando se aplica voltaje, la estabilidad de la impedancia es importante en las aplicaciones de diseño. Rogers y FR-4 son sustancias frecuentemente utilizadas para este propósito., sin embargo, Rogers ofrece una mayor variedad de constantes dieléctricas en comparación con FR-4. Mientras que FR-4 es económico, su constante dieléctrica puede variar significativamente con los cambios de temperatura en el sustrato. Para circuitos que requieren una variación mínima en un amplio rango de temperatura, es recomendable utilizar laminados de alta frecuencia fabricados con materiales de Rogers, particularmente en ambientes de alta temperatura.
Constante dieléctrica
los constante dieléctrica es la capacidad de un material para retener energía eléctrica dentro de un campo eléctrico. FR-4 tiene una constante dieléctrica más baja de 4.5 en comparación con los materiales de Roger, que van desde 6.15 a 11. FR-4 tiene una constante dieléctrica más alta que los materiales plásticos, y el uso de FR-4 puede resultar en PCB que son al menos 25% encendedor. FR-4 también tiene buena resistencia a la humedad y alta rigidez dieléctrica. Aunque los PCB de Roger tienen una constante dieléctrica más alta que los FR-4, FR-4 todavía se puede utilizar porque es un material eficaz para almacenar energía eléctrica. Los PCB con constantes dieléctricas más altas son más propensos a romperse cuando se someten a fuertes campos eléctricos..
Aplicación espacial
El uso de placas de circuito impreso en aplicaciones espaciales es crucial, y diferentes materiales tienen diferentes niveles de idoneidad. Desgasificación, que es la liberación de gases atrapados, puede ser un problema en el espacio. La humedad o los materiales corrosivos pueden penetrar en los pequeños orificios y dañar los componentes.. Los materiales FR-4 tienen buena estabilidad eléctrica, durabilidad, y son rentables, pero los materiales de Rogers son los mejores para aplicaciones espaciales debido a su baja desgasificación y versatilidad.
Gestión de temperatura
Para regular la temperatura en equipos electrónicos, es esencial utilizar materiales de gestión térmica durante el proceso de diseño de placas de circuito impreso. El coeficiente térmico de la constante dieléctrica se emplea para medir las propiedades de los materiales de PCB, que pueden afectar las fluctuaciones de temperatura. Los materiales de Rogers son mejores para el control de la temperatura, ya que tienen una condición de trabajo con poca variación a temperaturas más altas. Esto se debe a que son termoestables de alta frecuencia y más robustos a temperaturas más altas..
Aplicaciones de placa de circuito impreso de Rogers
Los PCB de Rogers encuentran amplias aplicaciones en diversas industrias debido a su rendimiento y confiabilidad superiores de la señal.:
- Dispositivos militares
Una de las principales aplicaciones de los PCB de Rogers es en dispositivos militares., que dependen en gran medida de la captura y transmisión de señales. En áreas remotas, solo los PCB de alta frecuencia como los de Rogers pueden funcionar de manera eficiente para garantizar una comunicación de señal ininterrumpida.
- Electrónica de consumo
Los PCB de Rogers también se utilizan en productos electrónicos de consumo, como los teléfonos inteligentes., tabletas, PC, y computadoras portátiles que requieren una fuerte recepción y transmisión de señal. Las marcas premium de teléfonos inteligentes a menudo usan PCB de Rogers en sus dispositivos para garantizar un rendimiento de señal de alta calidad..
- Telecomunicación
Los sistemas de telecomunicaciones también dependen en gran medida de los PCB de Rogers para la captura y transmisión de señales eficientes.. El uso de cualquier otro PCB podría resultar en una calidad de señal más baja, afectando el rendimiento del sistema.
- Tableros de microondas
La construcción de alta calidad de las PCB de Rogers también las hace adecuadas para su uso en la fabricación de placas para microondas., que se utilizan en diversas industrias, como estaciones base celulares, sistemas de comunicación, y estaciones 5G.
- Automotor
Los PCB de Rogers también se utilizan en la industria automotriz para equipos de prueba automatizados/mecanizados., radar automotriz, y sensores. Las aplicaciones de ingeniería de RF incluyen amplificadores de potencia, Etiquetas de identificación RF, e infraestructura IP.
- Aeroespacial
En ingeniería aeronáutica, Los PCB de Rogers encuentran uso en los sistemas de prevención de colisiones de aviones, antenas microstrip, y radios de retorno.
Resumen
Elegir el material apropiado para su placa de circuito impreso es una decisión crucial que afectará su idoneidad para aplicaciones específicas.. A través de esta publicación de blog, nuestro objetivo es mejorar su comprensión de los PCB de Rogers. Si necesita más información u orientación para seleccionar la PCB más adecuada para su proyecto, por favor no dude enContáctenos. MOKO Technology es un fabricante líder de PCB en China con un equipo de ingenieros experimentados que colaboran con los clientes a lo largo de sus proyectos.. Ofrecemos asistencia en la selección de materiales., Diseño de PCB, y procesos de fabricación y montaje.
