Specjalne płytki drukowane Rogers HDI do zastosowań o wysokiej częstotliwości: cechy, korzyści i wydajność

Zdjęcia z zakresu klientów

W świecie elektroniki o wysokiej częstotliwości-od stacji bazowych 5G MMWAVE po motoryzacyjne systemy radarowe-stałe PCB FR4 nie są krótkie. Urządzenia te wymagają substratów, które utrzymują integralność sygnału przy 28 GHz+, odporny na naprężenie termiczne i umożliwiają miniaturyzację. Wprowadź specjalne PCB Rogers HDI: zaprojektowane z wysokimi laminatami Rogersa i technologią HDI (międzykonnect o wysokiej gęstości), zapewniają niezrównaną stabilność elektryczną, niską utratę sygnału i kompaktowe projekty.

Prognozuje się, że globalny rynek PCB Rogers wzrośnie o 7,2% CAGR do 2030 r. (Grand View Research), napędzany ekspansją 5G, adopcją radaru EV i zapotrzebowaniem na lotnisko/obronę. Dla inżynierów i producentów zrozumienie unikalnych nieruchomości Rogers HDI PCB ma kluczowe znaczenie dla budowania produktów, które spełniają surowe wymagania o wysokiej częstotliwości. Ten przewodnik rozkłada ich kluczowe funkcje, porównuje je z tradycyjnymi PCB FR4 i podkreśla, dlaczego Rogers HDI HDI Solutions LT Circuit wyróżnia się-z opartymi na danych spostrzeżenia i przykładami aplikacji w świecie rzeczywistym. Niezależnie od tego, czy projektujesz czujnik 5G 28 GHz, czy radar samochodowy 77 GHz, te spostrzeżenia pomogą odblokować wydajność szczytową.

Kluczowe wyniki
1.Rogers HDI PCB oferują stałą dielektryczną (DK) 2,2–3,8 (w porównaniu z 4,0–4,8 FR4) i styczną strat (DF) tak niską jak 0,0009 - Utrata sygnału o 60% przy 28 GHz.
2. Integracja HDI (Microvias, drobne ślady) umożliwia 2x wyższą gęstość komponentów (1800 komponentów/m2) niż standardowe PCB Rogers, krytyczne dla zminiaturyzowanych urządzeń 5G i do noszenia.
3. Termalne przewodnictwo laminatów Rogersa (0,69–1,7 W/m · K) jest o 3x wyższa niż FR4 (0,1–0,3 W/m · K), zapobiegając przegrzaniu w zastosowaniach o dużej mocy, takich jak EV BM.
4. Zgodnie z tradycyjnym HDI FR4, Rogers HDI HDI PCB zmniejszają BER (poziom błędu bitowego) o 50% w projektach cyfrowych 10 Gb / s i spełniają standardy NR 3GPP 5G dla wydajności MMWAVE.
Rozwiązania Rogers HDI w obwodzie 5. LT obejmują niestandardowe układy układu, mikropęknięcia laserowe (4 mil) i ścisłą kontrolę jakości-zasięg 99,5% wydajności pierwszego przejścia do produkcji o dużej objętości.

Jakie są specjalne PCB Rogers HDI?
Specjalne PCB Rogers HDI łączą dwie krytyczne technologie:

1. Wysokoek wydajności laminaty: zaprojektowane pod kątem stabilności o wysokiej częstotliwości, niskiej utraty sygnału i odporności cieplnej (np. Rogers 4350B, 4003C, 6010).
2. Produkcja HDI: mikrowiwskie laserowe (4–6 mln), wycięcie na linii drobnej (2,5 mil śladu/przestrzeni) i sekwencyjne laminowanie-obelga kompaktowa, gęste projekty.

W przeciwieństwie do standardowych PCB Rogers (które wykorzystują przelotki i większe ślady), PCB HDI Rogers są zoptymalizowane do miniaturyzowanych urządzeń o wysokiej częstotliwości. Excel w aplikacjach, w których każda db utraty sygnału ma znaczenie i przestrzeń jest na poziomie premium.

Core Rogers Laminate Series for HDI PCB
Rogers oferuje wiele rodzin laminowanych dostosowanych do określonych potrzeb o wysokiej częstotliwości. Poniższa tabela podkreśla najczęstsze opcje projektów HDI:

Kluczowy wgląd: dla 5G MMWAVE (28 GHz) Rogers 4350B Bilansuje wydajność i koszt - jest niski DF (0,0037), zapewnia utratę sygnału <0,8 dB/cal, w porównaniu z 2,5db/cal dla FR4.

Kluczowe funkcje specjalnych PCB Rogers HDI
Rogers HDI PCB wyróżniają się trzy funkcje niezmienne: doskonałe właściwości dielektryczne, zaawansowane zarządzanie termicznie i ekstremalne miniaturyzację. Te atrybuty sprawiają, że są złotym standardem dla projektów o wysokiej częstotliwości.
1. Właściwości dielektryczne: stabilne sygnały przy 28 GHz+
Stała dielektryczna (DK) i styczna straty (DF) podłoża bezpośrednio uderzenia integralność sygnału (SI) przy wysokich częstotliwościach. Laminaty Rogersa są zaprojektowane w celu zminimalizowania obu, zapewniając spójną wydajność:

A. Low, stabilne DK: Materiały Rogers utrzymują DK w granicach ± ​​5% w różnych temperaturach (-40 ° C do 125 ° C) i częstotliwości. Na przykład DK Rogersa 4350B przesuwa się tylko o 0,02 po podgrzaniu z 25 ° C do 125 ° C - krytyczny dla zastosowań motoryzacyjnych i lotniczych.
 B.Ultra-Low DF: DF tak niski jak 0,0009 (Rogers 3003) oznacza minimalne tłumienie sygnału. Przy 28 GHz przekłada się to na 60% mniej strat niż FR4 (DF = 0,02–0,04).

Wpływ w świecie rzeczywistym: mała komórka 5G przy użyciu HDI Rogers 4350B HDI utrzymywała 95% marginesu SI przy 28 GHz-utrzymując prędkości danych 4 Gb / s, w porównaniu z 2,5 Gb / s dla FR4 HDI.

2. Zarządzanie termicznie: Zapobiegaj przegrzaniu w konstrukcjach o dużej mocy
Składniki o wysokiej częstotliwości (np. 5G PA, nadajniki nadawcze radarowe) generują znaczące ciepło. Rogers HDI PCB rozpraszają ciepło 3x szybciej niż FR4, dzięki:

A. Wysoka przewodność cieplna: Rogers 6010 oferuje 1,7 W/m · K - W celu zmniejszenia temperatury 2 W PA o 20 ° C vs. FR4.
B. Thermal Fias & Miedzi Planes: Wytrzymane laserowo VIA HDI (4–6mil) i płaszczyzny zasilania miedzi 2 uncji tworzą wydajne ścieżki cieplne do warstw wewnętrznych.
 C. Odporność na ruch: laminaty Rogers pochłaniają <0,1% wilgoci (vs. 0,2–0,3% FR4), zapobiegając degradacji termicznej w wilgotnych środowiskach.

Studium przypadku: Moduł radaru EV z wykorzystaniem Rogers 6010 HDI PCB przeżył 1000 cykli termicznych (-40 ° C do 125 ° C) bez rozwarstwiania-zakładanie standardów motoryzacyjnych IATF 16949.

3. Miniaturyzacja: pakuj więcej funkcjonalności w małych przestrzeniach
Technologia HDI przekształca laminaty Rogersa w ultra-kompaktowe projekty, kluczowe dla urządzeń do noszenia, modułów 5G i czujników motoryzacyjnych. Kluczowe funkcje miniaturyzacji:

A. Fine ślad/przestrzeń: trawienie laserowe umożliwia ślad/przestrzeń 2,5 mm (0,063 mm) - 3x drobniejszy niż standardowe PCB Rogers (7,5 mil).
B. MICROVIAS: wywiercone laserowe przelotki ślepych/zakopanych (średnica 4–6 mil) eliminują przelotki przez otwór, oszczędzając 50% powierzchni planszy.
 C. Warstwa liczba warstwy: sekwencyjne laminowanie obsługuje 8–16 stosów warstw na płycie 1,6 mm-idealne dla systemów wielokalotnych (3,3 V, 5 V, 12 V).

Przykład: Czujnik zdrowia do noszenia przy użyciu Rogers HDI PCB pasuje do układu Bluetooth 2,4 GHz, 3-osiowego akcelerometru i obwodu zarządzania akumulatorami w stopie 30 mm × 30 mm-VS. 45 mm × 45 mm dla standardowej PCB Rogers.

Rogers HDI PCB vs. Tradycyjne PCB HDI FR4: Porównanie głowy
Różnica w wydajności między Rogers HDI i FR4 HDI jest wyraźna - szczególnie przy wysokich częstotliwościach. Poniżej znajduje się rozkład kluczowych różnic:

Krytyczne wynos: dla projektów> 6 GHz, FR4 HDI nie jest opłacalne - jest wysoka DF i utrata sygnału, sprawiają, że nie jest w stanie spełnić standardów 5G lub radaru. Rogers HDI jest jedynym praktycznym rozwiązaniem.

Zalety Rogers HDI PCB z obwodem LT
Rozwiązania Rogers HDI w LT Circuit wykraczają poza wydajność surowca-łączą precyzyjne produkcję, niestandardowe wsparcie projektowe i ścisłą kontrolę jakości, aby zapewnić niezawodne, wysokowydajne płyty.
1. Optymalizacja integralności sygnału
Zespół inżynierski LT Circuit optymalizuje każdy projekt HDI Rogers dla SI:

A. Kontrola zrzucania: wykorzystuje rozwiązywanie pola 3D do utrzymania impedancji 50 Ω (jedno-końcowe) i 100 Ω (różnicowa) z ± 5% tolerancją-krytyczną dla 28 GHz MMWave.
B.Layer Stackup Design: zaleca podkłady „sygnałowo-sygnałowe sygnał” (SGS) w celu zmniejszenia przesłuchu o 40% w parach różnicowych.
C. Via Minimalizacja STUP: Wykorzystuje ślepe przelotki (bez odcinków odcinków) i wiercenie pleców do otworów, eliminując odbicie sygnału przy 28 GHz.

Wynik testowania: obwód LT Rogers 4350B HDI PCB dla 5G osiągnął utratę sygnału 0,7 dB/cal przy 28 GHz - zyskując cel 0,9 dB/cala klienta.

2. Wiedza produkcyjna dla złożonego HDI
Laminaty Rogersa są trudniejsze do przetworzenia niż FR4 - wyspecjalizowany sprzęt i procesy obwodu zapewniają spójność:

A. Wieriennictwo: używa laserów UV (355 nm) do 4 -mln MicroPias o ± 1 μm dokładności - redukując przez puste przestrzenie do <3%.
B. Sekwencyjne laminowanie: buduje 8–16 stosów warstw w 2–3 etapach, zapewniając wyrównanie warstwy ± 3 μm (vs. ± 10 μm dla konkurentów).
 C. Placing: Zastosuje miedź elektrolityczną 20 μm do mikrowania, osiągając 95% szybkość napełniania-krytyczny dla zdolności przenoszenia prądu.

3. Dostosowywanie do docelowych aplikacji
Obwód LT oferuje kompleksowe dostosowywanie w celu dopasowania do określonych potrzeb o wysokiej częstotliwości:

A.Mainate Wybór: prowadzi klientów do właściwej serii Rogers (np. 4350B dla 5G, 6010 dla radaru motoryzacyjnego).
B.Surface Wykończenia: Enig (18-miesięczna okres trwałości) dla stacji bazowych 5G, srebro zanurzeniowe (opłacalne) dla urządzeń konsumenckich.
 C. Testowanie: Obejmuje testy VNA (wektor analizator sieci) dla 28 GHz+ SI, promieniowanie rentgenowskie dla jakości i cykl termicznych dla niezawodności.

4. Kontrola jakości i certyfikaty
Wieloetapowa zapewnienie jakości LT Circuit zapewnia, że ​​każda PCB Rogers HDI spełnia globalne standardy:

A.in-line AOI: Wykrywa 99% wad powierzchniowych (np. Brakujące ślady, mosty lutownicze) podczas produkcji.
B.Flying Testowanie sondy: weryfikuje ciągłość elektryczną 100% sieci-krytycznych dla projektów o dużej gęstości.
C. Certyfikacje: ISO 9001, IATF 16949 (Automotive) i UL 94 V-0 (opóźnienie płomienia)-wymagania 5G, motoryzacyjne i lotnicze.

Realne aplikacje Rogers HDI PCB
Rogers HDI PCB są niezbędne dla branż, w których wydajność o wysokiej częstotliwości i miniaturyzacja nie podlegają negocjacjom. Poniżej znajdują się kluczowe przypadki użycia:
1. 5G MMWAVE (28 GHz/39GHz)
Potrzeba: Niska utrata sygnału, kompaktowe projekty dla małych komórek, smartfonów i czujników IoT.
Rozwiązanie Rogers: 8-warstwowy HDI Rogers 4350B ze śladami 2,5 mil i 4-mil mikrofii.
Wynik: Mała komórka 5G z wykorzystaniem Rogers HDI HDI obwodu LT osiągnęła prędkości danych 4 Gb / s i 20% szerszego pokrycia niż HDI FR4.

2. Radar motoryzacyjny (77 GHz)
Potrzeba: Stabilność termiczna (-40 ° C do 125 ° C), niski DF i mały wzór dla ADA.
Rozwiązanie Rogers: 12-warstwowy Rogers 6010 HDI z 2 unZ miedzianymi samolotami zasilania.
Wynik: Moduł radaru EV minął 1000 cykli termicznych bez degradacji wydajności-wspieranie standardów ISO 26262 ASIL-B.

3. Aerospace & Defense (100 GHz)
Potrzeba: odporność na promieniowanie, ultra-niski DF i wysoka niezawodność komunikacji satelitarnej i radaru wojskowego.
Rozwiązanie Rogers: 16-warstwowy Rogers 3003 HDI z złotym wykończeniem powierzchni (ENIG), ślady 3-mil i 5-metrowe mikropęknięcia.
Wynik: Transceiver satelitarny wykorzystujący Rogers HDI HDI obwodu LT utrzymał 98% marginesu integralności sygnału przy 100 GHz-przeżywając 100 krad promieniowania jonizującego (zgodność MIL-STD-883H). Projekt pasuje również do podwozia 50 mm × 50 mm, 30% mniejszych niż poprzednia standardowa płytka PCB Rogers.

4. Obrazowanie medyczne (60 GHz)
Potrzeba: Niska EMI, biokompatybilność i szybkie transfer danych dla urządzeń ultradźwiękowych i MRI.
Rozwiązanie Rogers: 8-warstwowy HDI Rogers 4350B z maską lutowniczą poliimidową (biokompatybilny) i 4-mil ślepy przelotki.
Wynik: sonda ultradźwiękowa z wykorzystaniem tej rozdzielczości 0,1 mm (vs. 0,2 mm z FR4 HDI) i Met ISO 13485 Standards. Prędkości transferu danych 12 Gb / s zapewniły przetwarzanie obrazu w czasie rzeczywistym.

Analiza kosztów i korzyści: Dlaczego Rogers HDI PCB uzasadnia premia
Rogers HDI PCB kosztują 3x więcej niż HDI FR4-ale projektanci wysokiej częstotliwości konsekwentnie je wybierają. Powód: długoterminowe oszczędności od zmniejszonej przeróbki, lepiejWydajność i niższe wskaźniki awarii pola. Poniżej znajduje się awaria kosztów za projekt 10K-jednostki/rok 5 g małych komórkowych projektów:

Kluczowy wgląd: W przypadku projektów o dużej objętości (100 000 jednostek/rok) oszczędności netto rosną do 200 000 USD+ rocznie-HDI Rogers spłaca się za 6–8 miesięcy. W przypadku krytycznych zastosowań (Aerospace, Medical) Premia kosztowa jest nieistotna w porównaniu z ryzykiem awarii HDI FR4 (np. Misja satelitarna o wartości 1 mln USD w porównaniu z 50 000 USD w PCB Rogers).

Wspólne względy projektowe dla Rogers HDI PCB
Aby zmaksymalizować wydajność PCB Rogers HDI, postępuj zgodnie z tymi najlepszymi praktykami-opracowanymi z doświadczenia LT Circuit z ponad 1000 projektów o wysokiej częstotliwości:
1. Wybór laminatu: dopasuj do częstotliwości i mocy
a. <6 GHz (WiFi 6E, RFID): Rogers 4003C (niski koszt, DK = 3,38) Równoważy wydajność i budżet.
B.6–28 GHz (5G, małe komórki): Rogers 4350b (DK = 3,48, DF = 0,0037) jest standardem branżowym dla MMWave.
C.28–100 GHz (radar, satelity): Rogers 3003 (DK = 2,94, DF = 0,0012) minimalizuje utratę sygnału przy bardzo wysokich częstotliwościach.
D.High Mer (EV BMS, PAS): Rogers 6010 (przewodność cieplna = 1,7 W/m · K) rozprasza ciepło lepiej niż inne serie.

2. Kontrola impedancji: krytyczne dla sygnałów szybkich
A. Zastosuj rozwiązywanie pola 3D (np. SiWave ANSYS) do obliczania wymiarów śladowych - niskie DK Rogerów, szersze ślady są potrzebne do impedancji 50 Ω (np. Szerokość 0,15 mm dla miedzi 1 unz na 4350b, w porównaniu z 0,12 mm na FR4).
B. Dodaj 10% marginesu projektowania, aby uwzględnić tolerancje trawienia (± 0,02 mm). Proces obwodu LT zapewnia ± 5% tolerancji impedancji, ale margines zapobiega płytom spoza specyfikacji.
C. traidalne nieciągłości śladowe (ostre zakleiny, odcinki) - Wykorzystaj kąty lub krzywe 45 ° i zachowaj odcinki <0,5 mm dla sygnałów 28 GHz.

3. Zarządzanie termicznie: Zapobiegaj degradacji komponentów
A. Miejsce termiczne przelotki (średnica 0,3 mm, wypełniona miedzi) co 2 mm pod składnikami dużej mocy (np. 5G PA). Tablica 5x5 termicznych przelotek zmniejsza temperaturę komponentu o 15 ° C.
B. Użyj miedzi 2 uncji do samolotów zasilania - przemyta miedź rozprzestrzenia ciepło szybciej i obsługuje wyższe prądy (30A vs. 15A dla 1 uncji).
C. Avoid termiczne hotspoty-grupa o dużej mocy (PAS, regulatory napięcia) od wrażliwych śladów dużych prędkości (ścieżki MMWAVE).

4. Redukcja EMI: Zapewnij zgodność ze standardami
A. Użyj stałych samolotów naziemnych (≥90% pokrycia) zamiast płaszczyzn siatki-zapewniają ścieżki powrotu o niskiej impedancji i blokowe EMI.
B. odcinki analogowe i cyfrowe z barierą płaszczyzny uziemiającej-redukuje przesłuch o 40% w projektach mieszanych sygnałów (np. Nadajęczynami 5G z cyfrowymi obwodami sterującymi).
C.ADD EMI EMI Puszki nad komponentami o wysokiej częstotliwości (np. 28 GHz MMWAVE CHIPS)-Obwód LT oferuje niestandardową integrację ochrony dla Rogers HDI PCB.

Proces produkcji Rogers HDI PCB w obwodzie LT Circuit
8-stopniowy proces LT obwodu zapewnia stałą jakość i wydajność PCB Rogers HDI-krytyczny dla zastosowań o wysokiej częstotliwości:

1. Recenzja DESIGN i kontrola DFM: Inżynierowie sprawdzają pliki Gerber i uruchomić DFM (projekt produkcyjny) kontrole flagowych problemów (np. Szerokość śledzenia <2,5 mln, poprzez odstępy <10 mln).
2. Preparat materiał: laminaty Rogersa (4350b, 6010 itd.) Są pocięte do wielkości i wstępnie suszone (80 ° C przez 2 godziny) w celu usunięcia wilgoci.
3. Wiercenie ędzerowe: Lasery UV Wiercenie 4–6 mln mikrofii o ± 1 μm dokładności - bez mechanicznego wiercenia (co powoduje rozmazanie żywicy).
4. Desmearing & Spatling: Mikrowia są czyszczone (roztwór permanganate) i galwoznali z miedzią 20 μm, aby zapewnić przewodność (95% szybkość wypełnienia).
5. Mikcie: trawienie laserowe tworzy ślady 2,5–5 mln - AOI (automatyczna kontrola optyczna) weryfikuje szerokość śladu i odstępy.
6. Sekwencyjne laminowanie: Warstwy są łączone w 2–3 podkładkach przy użyciu Rogers Prepreg (np. 4450F dla 4350b) i próżni (180 ° C, 400 psi).
7. Maska i wykończenie powierzchniowe: stosuje się maskę lutowniczą LPI w wysokiej temperaturze (TG≥150 ° C), a następnie srebro eniga lub zanurzenia (na specyfikacje klienta).
8. Testowanie i kontrola jakości:
Testowanie A.VNA: mierzy utratę sygnału i przesłuch w częstotliwościach docelowych (28 GHz+).
Kontrola BX-Ray: weryfikuje poprzez wypełnienie i wyrównanie warstwy.
C. Cyklowanie termiczne: Testuje niezawodność (-40 ° C do 125 ° C, 100 cykli) do projektów motoryzacyjnych/lotniczych.

FAQ o specjalnych PCB Rogers HDI
P1: Czy Rogers HDI PCB może być elastyczne?
Odp.: Tak - Obwód LT oferuje elastyczne PCB Rogers HDI przy użyciu laminatów Rogers RO3003 lub RO4350B w połączeniu z substratami poliimidowymi. Te projekty obsługują 5 -metrowe ślady, 6 -mlnowe mikrofii i 100k+ cykle zginające - idealne dla urządzeń do noszenia lub składanych urządzeń 5G.

P2: Jaka jest minimalna ilość zamówienia (MOQ) dla PCB Rogers HDI?
Odp.: Obwód LT nie ma dostępnych surowych MOQ (1–10 jednostek), z czasami realizacji 5–7 dni. W przypadku produkcji o dużej objętości (1k+ jednostki) czasy realizacji wynoszą 10–14 dni, a koszty na jednostkę spadają o 30%.

P3: Jak zweryfikować integralność sygnału PCB Rogers HDI?
Odp.: Obwód LT oferuje testowanie VNA (wektor analizator sieci) do 40 GHz, TDR (reflekse w dziedzinie czasu) pod kątem pomiarów impedancji i testów BER pod kątem projektów cyfrowych. W przypadku 5G MMWAVE zapewniamy również testy zgodności z wydaniem 3GPP.

P4: Czy Rogers HDI PCBS ROHS i zasięgają zgodności?
Odp.: Tak - wszystkie laminaty Rogers stosowane przez obwód LT spełniają standardy ROHS 2.0 (dyrektywa UE 2011/65/EU) i zasięgu (przepis (EC) nr 1907/2006). Zapewniamy certyfikaty zgodności z każdym zamówieniem.

P5: Czy obwód obwodu może niestandardowe stosy HDI Rogers?
Odp.: Absolutnie - nasz zespół inżynierski współpracuje z klientami w celu projektowania niestandardowych stosów (4–16 warstw) dostosowanych do wymagań dotyczących częstotliwości, energii i przestrzeni. Oferujemy również symulację 3D SI do przewidywania wydajności przed produkcją.

Wniosek
Specjalne PCB Rogers HDI są jedynym opłacalnym rozwiązaniem dla elektroniki o wysokiej częstotliwości-od 5G MMWAVE po radar lotniczy. Ich niskie możliwości DK/DF, doskonałe zarządzanie termicznie i miniaturyzację zapewniają wydajność, którą FR4 HDI po prostu nie może się równać. Podczas gdy ponoszą wyższe koszty z góry, długoterminowe oszczędności od zmniejszonej przeróbki, lepszej niezawodności i przychodów związanych z wydajnością sprawiają, że są one mądrą inwestycją.

Dla inżynierów i producentów kluczowe jest współpraca ze specjalistycznym dostawcą, takim jak obwód LT. Nasza wiedza specjalistyczna w zakresie selekcji laminatów Rogers, produkcji HDI i optymalizacji SI zapewnia, że ​​każda PCB spełnia surowe standardy o wysokiej częstotliwości-z 99,5% wydajności pierwszego przejścia. Niezależnie od tego, czy projektujesz czujnik 5G 28 GHz, czy transceiver satelitarny 100 GHz, rozwiązania Rogers HDI Circuit, pomogą Ci odblokować wydajność szczytową.

W miarę rozwoju 5G rośnie adopcja radaru EV i rozwija się technologia lotnicza, popyt na PCB HDI Rogers tylko wzrośnie. Wybierając dziś Rogers HDI, nie tylko budujesz lepszy produkt-masz ochotę na przyszłość swojego projektu dla wyzwań o wysokiej częstotliwości jutra.