O que é Rogers PCB?

Introdução

Rogers PCBs referem-se a placas de alta frequência que são produzidas utilizando materiais provenientes exclusivamente da corporação Rogers. Ao contrário das placas PCB convencionais feitas de resina epóxi (FR4), Os PCBs da Rogers utilizam uma base de cerâmica como material de alta frequência, e eles não contêm fibra de vidro no meio. Conhecido por sua excepcional constante dielétrica, tangente de baixa perda, e alta condutividade térmica, Os PCBs da Rogers oferecem uma gama de benefícios em relação aos PCBs tradicionais. Nesta postagem no blog, nosso objetivo é fornecer uma introdução abrangente aos PCBs da Rogers, cobrindo suas características únicas, vantagens, formulários, e mais. Let’s explore the world of Rogers PCBs together…

Benefícios do Rogers PCB

Os PCBs da Rogers são uma escolha superior por vários motivos. O material Rogers é o preferido devido à sua excepcional capacidade de bom desempenho em condições exigentes, bem como a sua qualidade e utilidade. Apesar de seu custo mais elevado em comparação com outros materiais, Os PCBs da Rogers oferecem inúmeros benefícios, incluindo:

• Excelente desempenho de alta frequência com baixa perda dielétrica
• Fabricação de PCB de baixa eletricidade
• Controle de impedância aprimorado
• Recursos excepcionais de gerenciamento térmico
• Adequado para aplicações espaciais com baixa desgaseificação
• Baixa absorção de umidade e expansão térmica
• Estabilidade dimensional sólida para uso confiável
• Alta compatibilidade e facilidade de fabricação

Tipos de Rogers e suas propriedades

Nesta parte, listamos alguns materiais Rogers amplamente utilizados com uma breve introdução às suas propriedades para ajudá-lo a escolher o material certo para o seu projeto de PCB:

Rogers 3003

Rogers RO3003 serve como um popular laminado de alta frequência utilizado principalmente para aplicações de RF e micro-ondas. Este laminado consiste predominantemente em um Teflon com infusão de cerâmica (PTFE) composto. Uma de suas características de destaque é sua notável estabilidade em termos de constante dielétrica em diferentes temperaturas, que efetivamente erradica o problema comum de flutuações constantes dielétricas que os materiais de vidro PTFE experimentam à temperatura ambiente.

Rogers 4003C

o 4003 laminado emprega 1080 e 1674 tecidos de vidro dispostos de maneira adequada para laminação elétrica. Um aspecto notável do 4003C são suas propriedades elétricas, que se assemelham muito aos de PTFE/material de pano de vidro tecido, enquanto sua tecnologia de processamento é semelhante à da resina epóxi/material de pano de vidro. Pode ser limpo sem esforço com uma escova de nylon convencional. O principal benefício do RO4003C é sua característica de perda mínima e a presença de dois tipos de tecido de vidro.

Rogers 4350

Rogers 4350 é um material de alto desempenho para sinais PCB, composto de resina de hidrocarboneto/fibra de vidro reforçada com enchimento de cerâmica, em vez de PTFE. Oferece economia de custos em comparação com laminados de microondas convencionais, pois não requer THT especial através do processamento do furo. Este material tem uma constante dielétrica estável em uma ampla faixa de frequência e um coeficiente de baixa temperatura, tornando-o um substrato ideal para aplicações de banda larga.

Rogers 4830

O laminado termofixo conhecido como RO4830 pode ser fabricado usando a tecnologia FR4 padrão. Este laminado possui propriedades elétricas que se alinham estreitamente com os valores padrão, resultando em refletância superior e desempenho de ganho de boresight. É particularmente adequado para aplicações de ondas milimétricas que priorizam a relação custo-benefício, como sensores de radar automotivo operando em 76-81 GHz.

Rogers 4835T

RO4835 é um material de placa de circuito especializado desenvolvido por Rogers, que é projetado especificamente para design de camada interna em placas multicamadas. Este material é um par termofixo que pode efetivamente mitigar o aumento da constante dielétrica e do fator de dissipação causado pela oxidação na fiação. Em comparação com os termofixos convencionais, RO4835T tem notável resistência à oxidação, sendo dez vezes mais resistente.

Rogers 5880

Os Rogers 5880 O laminado de alta frequência consiste em uma mistura de composto de PTFE e microfibra. Tem baixíssima absorção de umidade, baixa desgaseificação, e baixa perda elétrica. Além disso, a constante dielétrica de Rogers RT/duroid 5880 laminados é muito estável em uma ampla faixa de frequência, tornando-os adequados para aplicações de alta frequência e banda larga.

Materiais Rogers	Constante dielétrica	Outras propriedades
Rogers 3003	3.00 +/- .04.	Fator de dissipação：0.0010 para 10 GHz Espessura do substrato: 0.02 “(0.5 milímetros) A espessura do cobre: 0.5 onças Baixo X, Eixo Y e Z CTE de 17, 16 e 25 ppm / ° C, respectivamente
Rogers 4003C	3.38 +/- 0.05	Fator de dissipação: 0.0027 no 10 GHz Baixo coeficiente de expansão térmica do eixo Z em 46 ppm / ° C A resistência do volume: 1.7×10&10 Resistência de superfície: 4.2*10&9
Rogers 4350	3.48 +/- 0.05	Fator de dissipação: 0.0037 no 10 GHz Baixo coeficiente de expansão térmica do eixo Z em 32 ppm / ° C Temperatura de transição do vidro (TG) de mais de 280°C Velocidade de superfície inferior a 500 SFM Carga de cavaco menor que 0.05 mm durante a perfuração
Rogers 4830	3.24	Perda de inserção : 2.2 db/in em 77 GHz UL 94 V-0 classificação retardante de chama Espessuras dielétricas de laminados: 0.005 e 0.0094
Rogers 4835T	3.3	Densidade 1,92 gm/cm3 Condutividade térmica 0,66 w/m/k Laminado retardador de chama, UL 94 V-0 avaliado Temperatura de transição vítrea Tg acima 280 graus
Rogers 5880	2.20 +/- .02	Fator de dissipação de .0009 em 10 GHz Densidade extremamente baixa de 1,37g/cm3 Eixo Z TCDk tão baixo quanto +22ppm/°C isotrópico

Diferenças entre Rogers e FR4

Alta frequência

placas de circuito impresso FR-4, devido à sua acessibilidade, confiabilidade, e características familiares, são amplamente utilizados em diferentes aplicações, como circuitos de áudio e projetos de microondas. mesmo assim, eles não são apropriados para aplicações de alta frequência. Os laminados especiais de alta frequência criados pela Rogers são os mais conhecidos. Seus materiais têm uma constante dielétrica que é aproximadamente 20% inferior ao das placas FR-4. Para avaliar se os laminados de alta frequência são necessários para o seu projeto, é importante analisar suas especificações elétricas e mecânicas. Se as variações forem muito amplas, é melhor usar material Rogers PCB.

Dissipação

O fator de dissipação ou Df é uma consideração importante, e esse fator é maior para placas FR-4 do que para aquelas feitas de materiais Rogers. Especificamente, Os materiais FR-4 exibem maiores perdas, especialmente em altas frequências, com valores típicos em torno 0.020 comparado com 0.004 para pranchas Rogers. A dissipação em materiais FR-4 também aumenta com a frequência, em que os laminados de alta frequência exibem uma característica de dissipação consistente que depende da frequência. Contudo, usar o FR-4 pode ajudar a minimizar a perda de sinal devido ao seu fator de dissipação mais baixo, e o processo automatizado de montagem e fabricação de materiais FR-4 facilitam o trabalho durante a montagem e produção.

Estabilidade de Impedância

Para garantir um fluxo constante de corrente quando a tensão é aplicada, estabilidade de impedância é importante em aplicações de design. Rogers e FR-4 são substâncias frequentemente utilizadas para esta finalidade, Contudo, Rogers oferece uma maior variedade de constantes dielétricas em comparação com FR-4. Enquanto o FR-4 é barato, sua constante dielétrica pode variar significativamente com as mudanças de temperatura no substrato. Para circuitos que requerem variação mínima em uma ampla faixa de temperatura, é aconselhável usar laminados de alta frequência feitos de materiais Rogers, especialmente em ambientes de alta temperatura.

Constante dielétrica

o constante dielétrica é a capacidade de um material de reter energia elétrica dentro de um campo elétrico. FR-4 tem uma constante dielétrica mais baixa de 4.5 em comparação com os materiais de Roger, que variam de 6.15 para 11. FR-4 tem uma constante dielétrica mais alta do que os materiais plásticos, e usar FR-4 pode resultar em PCBs que são pelo menos 25% isqueiro. O FR-4 também possui boa resistência à umidade e alta rigidez dielétrica. Embora os PCBs de Roger tenham uma constante dielétrica mais alta que FR-4, FR-4 ainda pode ser usado porque é um material eficaz para armazenar energia elétrica. PCBs com constantes dielétricas mais altas são mais propensas a quebrar quando submetidas a fortes campos elétricos.

Aplicação Espacial

O uso de placas de circuito impresso em aplicações espaciais é crucial, e diferentes materiais têm diferentes níveis de adequação. Desgaseificação, que é a liberação de gases aprisionados, pode ser um problema no espaço. Umidade ou materiais corrosivos podem penetrar nos orifícios e danificar os componentes. Os materiais FR-4 têm boa estabilidade elétrica, durabilidade, e são rentáveis, mas os materiais Rogers são os melhores para aplicações espaciais devido à sua baixa desgaseificação e versatilidade.

Gerenciamento de temperatura

Para regular temperaturas em equipamentos eletrônicos, é essencial utilizar materiais de gerenciamento térmico durante o processo de design de placas de circuito impresso. O coeficiente térmico da constante dielétrica é empregado para medir as propriedades dos materiais PCB, que podem afetar as flutuações de temperatura. Os materiais Rogers são melhores para o gerenciamento de temperatura, pois têm uma condição de trabalho com pouca variação em temperaturas mais altas. Isso ocorre porque eles são termofixos de alta frequência e mais robustos em temperaturas mais altas.

Formulários de Rogers PCB

Os PCBs Rogers encontram amplas aplicações em vários setores devido ao seu desempenho e confiabilidade de sinal superiores:

• Dispositivos militares

Uma das principais aplicações dos PCBs da Rogers é em dispositivos militares, que dependem fortemente da captura e transmissão de sinal. Em áreas remotas, apenas PCBs de alta frequência como Rogers PCBs podem funcionar de forma eficiente para garantir comunicação de sinal ininterrupta.

• Eletrônicos de consumo

Rogers PCBs também são usados ​​em eletrônicos de consumo, como smartphones, comprimidos, PCs, e laptops que requerem recepção e transmissão de sinal forte. Marcas premium de smartphones costumam usar Rogers PCBs em seus dispositivos para garantir desempenho de sinal de alta qualidade.

• Telecomunicação

Os sistemas de telecomunicações também dependem fortemente de PCBs Rogers para captura e transmissão de sinal eficientes. O uso de qualquer outro PCB pode resultar em qualidade de sinal inferior, afetando o desempenho do sistema.

• Placas de microondas

A construção de alta qualidade dos PCBs Rogers também os torna adequados para uso na fabricação de placas de micro-ondas, que são usados ​​em várias indústrias, como estações base de celular, sistemas de comunicação, e estações 5G.

• Automotivo

Os PCBs da Rogers também são usados ​​na indústria automotiva para equipamentos de teste automatizados/mecanizados, radar automotivo, e sensores. As aplicações de engenharia de RF incluem amplificadores de potência, Etiquetas de identificação de RF, e infraestrutura IP.

• Aeroespacial

Na engenharia aeronáutica, Rogers PCBs encontram uso em sistemas de prevenção de colisão de aeronaves, antenas de microfita, e rádios backhaul.

Resumo

Escolher o material apropriado para sua placa de circuito impresso é uma decisão crucial que afetará sua adequação para aplicações específicas. Por meio desta postagem no blog, nosso objetivo é melhorar sua compreensão dos PCBs da Rogers. Se você precisar de mais informações ou orientações sobre como selecionar o PCB mais adequado para o seu projeto, por favor, não hesite emContate-nos. A MOKO Technology é uma fabricante líder de PCB na China, com uma equipe de engenheiros experientes que colaboram com os clientes em seus projetos. Oferecemos assistência na seleção de materiais, PCB design, e processos de fabricação e montagem.