Cos'è il PCB Rogers?

introduzione

I PCB Rogers si riferiscono a schede ad alta frequenza prodotte utilizzando materiali provenienti esclusivamente dalla società Rogers. A differenza delle tradizionali schede PCB in resina epossidica (FR4), I PCB Rogers utilizzano una base ceramica come materiale ad alta frequenza, e non contengono fibra di vetro nel mezzo. Noti per la loro eccezionale costante dielettrica, tangente di perdita bassa, e alta conducibilità termica, I PCB Rogers offrono una serie di vantaggi rispetto ai PCB tradizionali. In questo articolo del blog, miriamo a fornire un'introduzione completa ai PCB Rogers, coprendo le loro caratteristiche uniche, vantaggi, applicazioni, e altro ancora. Let’s explore the world of Rogers PCBs together…

Vantaggi del PCB Rogers

I PCB Rogers sono una scelta migliore per molte ragioni. Il materiale Rogers è preferito per la sua eccezionale capacità di funzionare bene in condizioni difficili, così come la sua qualità e utilità. Nonostante il loro costo più elevato rispetto ad altri materiali, I PCB Rogers offrono numerosi vantaggi tra cui:

• Eccellenti prestazioni ad alta frequenza con bassa perdita dielettrica
• Fabbricazione di circuiti stampati a bassa elettricità
• Migliore controllo dell'impedenza
• Eccezionali capacità di gestione termica
• Adatto per applicazioni spaziali con basso degassamento
• Basso assorbimento di umidità e dilatazione termica
• Solida stabilità dimensionale per un uso affidabile
• Elevata compatibilità e facilità di fabbricazione

Tipi di Rogers e loro proprietà

In questa parte, elenchiamo alcuni materiali Rogers ampiamente utilizzati con una breve introduzione alle loro proprietà per aiutarti a scegliere il materiale giusto per il tuo progetto PCB:

Rogers 3003

Rogers RO3003 funge da popolare laminato ad alta frequenza utilizzato principalmente per applicazioni RF e microonde. Questo laminato è costituito prevalentemente da un teflon infuso di ceramica (PTFE) composito. Una delle sue caratteristiche distintive è la sua notevole stabilità in termini di costante dielettrica al variare delle temperature, che elimina efficacemente il problema comune delle fluttuazioni della costante dielettrica che i materiali in vetro PTFE subiscono a temperatura ambiente.

Rogers 4003C

Il 4003 laminato impiega 1080 e 1674 tessuti di vetro disposti in modo idoneo alla laminazione elettrica. Un aspetto degno di nota del 4003C sono le sue proprietà elettriche, che assomigliano molto a quelli del PTFE/tessuto di vetro tessuto, mentre la sua tecnologia di lavorazione è simile a quella del materiale in resina epossidica/tessuto di vetro. Può essere pulito senza sforzo con una normale spazzola di nylon. Il vantaggio principale di RO4003C è la sua caratteristica di perdita minima e la presenza di due tipi di tessuto di vetro.

Rogers 4350

Rogers 4350 è un materiale ad alte prestazioni per segnali PCB, composto da resina idrocarburica/carica ceramica rinforzata con fibra di vetro, piuttosto che PTFE. Offre risparmi sui costi rispetto ai tradizionali laminati a microonde in quanto non richiede una speciale lavorazione del foro passante THT. Questo materiale ha una costante dielettrica stabile su un'ampia gamma di frequenze e un coefficiente di bassa temperatura, rendendolo un substrato ideale per le applicazioni a banda larga.

Rogers 4830

Il laminato termoindurente noto come RO4830 può essere fabbricato utilizzando la tecnologia FR4 standard. Questo laminato possiede proprietà elettriche che si allineano strettamente con i valori standard, con conseguente riflettanza superiore e prestazioni di guadagno di puntamento. È particolarmente adatto per applicazioni con onde millimetriche che privilegiano l'economicità, come i sensori radar automobilistici operanti a 76-81 GHz.

Rogers 4835T

RO4835 è un materiale specializzato per circuiti stampati sviluppato da Rogers, che è progettato specificamente per il design dello strato interno in tavole multistrato. Questo materiale è una coppia termoindurente in grado di mitigare efficacemente l'aumento della costante dielettrica e del fattore di dissipazione causato dall'ossidazione nel cablaggio. Rispetto ai tradizionali termoindurenti, RO4835T ha una notevole resistenza all'ossidazione, essendo dieci volte più resistente.

Rogers 5880

I Roger 5880 Il laminato ad alta frequenza è costituito da una miscela di PTFE composito e microfibra. Ha un assorbimento di umidità molto basso, basso degassamento, e basse perdite elettriche. Inoltre, la costante dielettrica di Rogers RT/duroid 5880 laminati è molto stabile su un'ampia gamma di frequenze, rendendoli adatti per applicazioni ad alta frequenza e a banda larga.

Materiali Rogers	Costante dielettrica	Altre proprietà
Rogers 3003	3.00 +/- .04.	Fattore di dissipazione：0.0010 per 10 GHz Spessore del substrato: 0.02 “(0.5 mm) Lo spessore del rame: 0.5 once X bassa, Asse Y e Z CTE di 17, 16 e 25 ppm / ° C, rispettivamente
Rogers 4003C	3.38 +/- 0.05	Fattore di dissipazione: 0.0027 a 10 GHz Basso coefficiente di dilatazione termica dell'asse Z a 46 ppm / ° C La resistenza del volume: 1.7×10&10 Resistenza superficiale: 4.2*10&9
Rogers 4350	3.48 +/- 0.05	Fattore di dissipazione: 0.0037 a 10 GHz Basso coefficiente di dilatazione termica dell'asse Z a 32 ppm / ° C Temperatura di transizione del vetro (TG) di oltre 280°C Velocità superficiale inferiore a 500 SFM Carico truciolo inferiore a 0.05 mm durante la perforazione
Rogers 4830	3.24	Perdita di inserzione : 2.2 db/a 77 GHz UL 94 V-0 valutazione ignifuga Spessori dielettrici dei laminati: 0.005 e 0.0094
Rogers 4835T	3.3	Densità 1,92 g/cm3 Conduttività termica 0,66 w/m/k Laminato ignifugo, UL 94 V-0 valutato Temperatura di transizione vetrosa Tg di oltre 280 gradi
Rogers 5880	2.20 +/- .02	Fattore di dissipazione di .0009 a 10GHz Densità estremamente bassa di 1,37 g/cm3 TCDk dell'asse Z fino a +22ppm/°C Isotropo

Differenze tra Rogers e FR4

Alta frequenza

Circuiti stampati FR-4, grazie alla loro convenienza, affidabilità, e caratteristiche familiari, sono ampiamente utilizzati in diverse applicazioni come circuiti audio e progetti a microonde. Tuttavia, non sono appropriati per applicazioni ad alta frequenza. I laminati speciali ad alta frequenza creati da Rogers sono i più noti. I loro materiali hanno una costante dielettrica che è circa 20% inferiore a quello delle schede FR-4. Per valutare se i laminati ad alta frequenza sono necessari per il tuo progetto, è importante analizzarne le specifiche elettriche e meccaniche. Se le variazioni sono troppo ampie, è meglio usare materiale PCB Rogers.

Dissipazione

Il fattore di dissipazione o Df è una considerazione importante, e questo fattore è più alto per le schede FR-4 che per quelle realizzate con materiali Rogers. In particolare, I materiali FR-4 presentano maggiori perdite, soprattutto alle alte frequenze, con valori tipici di circa 0.020 rispetto a 0.004 per tavole Rogers. Anche la dissipazione nei materiali FR-4 aumenta con la frequenza, per cui i laminati ad alta frequenza presentano una caratteristica di dissipazione costante che dipende dalla frequenza. però, l'uso di FR-4 può aiutare a ridurre al minimo la perdita di segnale grazie al suo fattore di dissipazione inferiore, e il processo di assemblaggio automatizzato e la produzione di materiali FR-4 li rendono più facili da lavorare durante l'assemblaggio e la produzione.

Stabilità dell'impedenza

Per garantire un flusso costante di corrente quando viene applicata la tensione, la stabilità dell'impedenza è importante nelle applicazioni di progettazione. Rogers e FR-4 sono sostanze frequentemente utilizzate per questo scopo, tuttavia, Rogers offre una maggiore varietà di costanti dielettriche rispetto a FR-4. Mentre FR-4 è poco costoso, la sua costante dielettrica può variare in modo significativo con le variazioni di temperatura attraverso il substrato. Per circuiti che richiedono variazioni minime in un ampio intervallo di temperature, è consigliabile utilizzare laminati ad alta frequenza realizzati con materiali Rogers, soprattutto in ambienti ad alta temperatura.

Costante dielettrica

Il costante dielettrica è la capacità di un materiale di trattenere energia elettrica all'interno di un campo elettrico. FR-4 ha una costante dielettrica inferiore di 4.5 rispetto ai materiali di Roger, che vanno da 6.15 per 11. L'FR-4 ha una costante dielettrica superiore rispetto alle materie plastiche, e l'utilizzo di FR-4 può portare a PCB che sono almeno 25% accendino. FR-4 ha anche una buona resistenza all'umidità e un'elevata rigidità dielettrica. Sebbene i PCB di Roger abbiano una costante dielettrica superiore a FR-4, FR-4 può ancora essere utilizzato perché è un materiale efficace per immagazzinare energia elettrica. I PCB con costanti dielettriche più elevate sono più soggetti a rotture se sottoposti a forti campi elettrici.

Applicazione spaziale

L'uso di circuiti stampati nelle applicazioni spaziali è fondamentale, e diversi materiali hanno diversi livelli di idoneità. Degassamento, che è il rilascio di gas intrappolati, può essere un problema nello spazio. Umidità o materiali corrosivi possono penetrare nei fori e danneggiare i componenti. I materiali FR-4 hanno una buona stabilità elettrica, durabilità, e sono convenienti, ma i materiali Rogers sono i migliori per le applicazioni spaziali grazie al loro basso degassamento e versatilità.

Gestione della temperatura

Per regolare le temperature nelle apparecchiature elettroniche, è essenziale utilizzare materiali di gestione termica durante il processo di progettazione dei circuiti stampati. Il coefficiente termico della costante dielettrica viene impiegato per misurare le proprietà dei materiali PCB, che può influire sulle fluttuazioni di temperatura. I materiali Rogers sono migliori per la gestione della temperatura, poiché hanno una condizione di lavoro con poche variazioni a temperature più elevate. Questo perché sono termoindurenti ad alta frequenza e più robusti a temperature più elevate.

applicazioni di Roger PCB

I PCB Rogers trovano ampie applicazioni in vari settori grazie alle loro prestazioni di segnale e affidabilità superiori:

• Dispositivi militari

Una delle principali applicazioni dei PCB Rogers è nei dispositivi militari, che dipendono fortemente dalla cattura e dalla trasmissione del segnale. In aree remote, solo PCB ad alta frequenza come i PCB Rogers possono funzionare in modo efficiente per garantire una comunicazione del segnale ininterrotta.

• Elettronica di consumo

I PCB Rogers sono utilizzati anche nell'elettronica di consumo come gli smartphone, compresse, PC, e laptop che richiedono una forte ricezione e trasmissione del segnale. I marchi di smartphone premium utilizzano spesso PCB Rogers nei loro dispositivi per garantire prestazioni del segnale di alta qualità.

• Telecomunicazione

Anche i sistemi di telecomunicazione fanno molto affidamento sui PCB Rogers per un'efficiente cattura e trasmissione del segnale. L'utilizzo di qualsiasi altro PCB potrebbe comportare una qualità del segnale inferiore, influenzando le prestazioni del sistema.

• Schede a microonde

La costruzione di alta qualità dei circuiti stampati Rogers li rende adatti anche per l'uso nella produzione di schede per microonde, che sono utilizzati in vari settori come le stazioni base cellulari, sistemi di comunicazione, e stazioni 5G.

• Settore automobilistico

I PCB Rogers sono utilizzati anche nell'industria automobilistica per apparecchiature di test automatizzate/meccanizzate, radar automobilistico, e sensori. Le applicazioni di ingegneria RF includono amplificatori di potenza, Tag di identificazione RF, e infrastruttura IP.

• Aerospaziale

Nell'ingegneria aeronautica, I PCB Rogers trovano impiego nei sistemi di prevenzione delle collisioni degli aerei, antenne a microstriscia, e radio di backhaul.

Sommario

La scelta del materiale appropriato per il circuito stampato è una decisione cruciale che influirà sulla sua idoneità per applicazioni specifiche. Attraverso questo post sul blog, miriamo a migliorare la tua comprensione dei PCB Rogers. Se hai bisogno di ulteriori informazioni o indicazioni sulla selezione del PCB più adatto per il tuo progetto, per favore non esitare a farloContattaci. MOKO Technology è un produttore leader di PCB in Cina con un team di ingegneri esperti che collaborano con i clienti durante i loro progetti. Offriamo assistenza nella selezione dei materiali, Progettazione PCB, e processi di produzione e assemblaggio.