Cos'è il laminato Rogers RO4835 e quali sono le specifiche di fabbricazione Dk, Df, CTE e PCB?

Introduzione

Nel mondo in rapida evoluzione delle comunicazioni wireless, dei radar automobilistici e dell'elettronica ad alta frequenza, la scelta del giusto materiale per il substrato PCB è fondamentale per ottenere prestazioni ottimali, affidabilità ed efficienza dei costi. I laminati Rogers RO4835™ rappresentano un progresso significativo nei materiali dei circuiti ad alta frequenza, offrendo una maggiore resistenza all'ossidazione pur mantenendo le comprovate proprietà elettriche e meccaniche dei laminati RO4350B™ ampiamente utilizzati.

Quando le frequenze operative aumentano oltre i 500 MHz, la selezione dei laminati adatti diventa notevolmente limitata. Il materiale RO4835 affronta questa sfida fornendo le proprietà necessarie per i circuiti a microonde RF, le reti di adattamento e le linee di trasmissione a impedenza controllata, il tutto essendo fabbricabile utilizzando le tecniche standard di lavorazione della resina epossidica/vetro FR-4.

Questo articolo fornisce una panoramica completa delle proprietà del laminato RO4835, un esempio dettagliato di progettazione PCB a 2 strati e informazioni chiave sull'approvvigionamento per ingegneri e professionisti degli approvvigionamenti.

Cos'è il laminato Rogers RO4835?

Rogers RO4835 è un laminato ceramico a idrocarburi appartenente alla famiglia della serie RO4000®. È progettato per offrire prestazioni ad alta frequenza superiori con una fabbricazione del circuito a basso costo. A differenza dei materiali ad alte prestazioni a base di PTFE, i laminati RO4835 non richiedono processi di preparazione specializzati come l'attacco al sodio, il che li rende molto più facili ed economici da fabbricare.

Il materiale è un laminato rigido termoindurente che può essere lavorato mediante sistemi di movimentazione automatizzati e apparecchiature di lavaggio standard utilizzate per la preparazione della superficie del rame. La sua temperatura di transizione vetrosa (Tg) supera i 280°C, garantendo caratteristiche di espansione stabili nell'intero intervallo di temperature di lavorazione del circuito.

Differenziatore chiave: resistenza all'ossidazione

L'ossidazione colpisce tutti i materiali laminati termoindurenti nel tempo e nella temperatura, incluso FR-4. L'ossidazione a lungo termine può portare a piccoli aumenti della costante dielettrica e del fattore di dissipazione, con un potenziale impatto sulle prestazioni del circuito. Il laminato RO4835 è significativamente più resistente all'ossidazione rispetto ad altri materiali a base di idrocarburi, rendendolo ideale per applicazioni che richiedono maggiore stabilità a temperature elevate per una durata prolungata del prodotto.

Proprietà del laminato RO4835

Note:
1. Il metodo stripline con morsetto IPC può potenzialmente abbassare la costante dielettrica effettiva a causa dei traferri tra i laminati sottoposti a test e la scheda risonatore. Il Dk effettivo nella pratica potrebbe essere più elevato.
2. Il design Dk è una media di più lotti testati sugli spessori più comuni.

Riepilogo delle caratteristiche e dei vantaggi

Offerte standard

I laminati RO4835 sono disponibili in una varietà di spessori standard, dimensioni dei pannelli e opzioni di rivestimento in rame.

Note:

Sono disponibili ulteriori spessori non standard da 0,0066" a 0,060" con incrementi di 0,0033"

Ulteriori dimensioni dei pannelli e pesi del rivestimento disponibili su richiesta

RO4835 è disponibile anche con il foglio di rame con trattamento inverso LoPro® brevettato da Rogers per applicazioni a bassa perdita di inserzione

Esempio di progettazione PCB a 2 strati utilizzando RO4835

Per dimostrare l'applicazione pratica di RO4835, quanto segue è completoPCB rigido a 2 straticaso di progettazione.

Specifiche di progettazione PCB

Osservazioni sulla progettazione

La struttura relativamente semplice con solo 2 reti e 18 componenti suggerisce che questa scheda è probabilmente un modulo funzionale RF dedicato, forse una rete di alimentazione dell'antenna, una sezione di filtro o un semplice circuito front-end RF. Le scelte progettuali chiave includono:

Nessuna maschera di saldatura sugli strati superiore o inferiore: una scelta deliberata per applicazioni che richiedono perdite estremamente basse o ambienti dielettrici specifici in cui la maschera di saldatura potrebbe introdurre effetti parassiti

Nessuna serigrafia sui cuscinetti: garantisce giunti di saldatura puliti ed evita la contaminazione delle aree di contatto RF

Finitura superficiale ENIG: fornisce eccellente saldabilità, planarità e resistenza all'ossidazione per le connessioni RF

Conformità IPC-Class-2: garantisce affidabilità per applicazioni commerciali e automobilistiche

Punti salienti del processo di produzione

Lavorazione compatibile con FR-4: RO4835 può essere fabbricato utilizzando processi epossidici/vetro standard, riducendo costi e tempi di consegna rispetto ai materiali a base di PTFE

Non è richiesto alcun attacco con sodio – A differenza dei materiali in PTFE, RO4835 non richiede una preparazione specializzata

Capacità di passo fine: traccia/spaziatura da 5/6 mil supporta progetti RF ad alta densità

Test elettrico al 100% – Garantisce l'integrità funzionale di ogni scheda

Applicazioni tipiche

La combinazione unica di proprietà di RO4835 lo rende ideale per un'ampia gamma di applicazioni ad alta frequenza:

- Radar e sensori automobilistici

- Microonde punto a punto

- Amplificatori di potenza

- Radar ad array a fasi

- Componenti RF

Conclusione

I laminati Rogers RO4835 offrono una combinazione convincente di prestazioni ad alta frequenza, resistenza all'ossidazione e fabbricazione economicamente vantaggiosa. Con una costante dielettrica di 3,48 ± 0,05, un fattore di dissipazione di 0,0037 a 10 GHz e una temperatura di transizione vetrosa superiore a 280°C, RO4835 offre prestazioni elettriche e meccaniche affidabili per applicazioni impegnative.

I principali vantaggi includono:

Resistenza all'ossidazione significativamente migliorata rispetto ad altri materiali idrocarburici

Elaborazione FR-4 standard: non è richiesta alcuna preparazione specializzata

Basso CTE (10/12/31 ppm/°C) per un'eccellente stabilità dimensionale

Compatibile con processi senza piombo: resiste a temperature di assemblaggio elevate

Conformità RoHS e UL 94 V-0: soddisfa i requisiti normativi globali

Sia che venga utilizzato nei sistemi radar automobilistici, nei collegamenti a microonde punto-punto o nei moduli amplificatori di potenza, RO4835 fornisce una soluzione affidabile ed economica per la progettazione di circuiti ad alta frequenza. Il caso di studio del PCB qui presentato dimostra come questo materiale possa essere fabbricato con successo in una scheda funzionale a 2 strati utilizzando processi di produzione standard.