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Man mano che i requisiti delle persone nei confronti della tecnologia elettronica diventano sempre più elevati, la tecnologia elettronica si aggiorna e si evolve continuamente. Anche i requisiti per i materiali utilizzati nella produzione di prodotti elettronici diventano sempre più rigorosi, ad esempio per quanto riguarda i materiali ad alta frequenza.
Il materiale Rogers PCB è una scheda ad alta frequenza prodotta dalla Rogers Corporation. Rispetto alla tradizionale scheda PCB in resina epossidica, non contiene fibra di vetro al centro, ma è un materiale ad alta frequenza basato su ceramica. Quando la frequenza operativa della scheda supera i 500 MHz, l'intervallo di materiali disponibili per il progettista si riduce notevolmente.
Il materiale per PCB Rogers offre un'eccellente costante dielettrica e stabilità termica. La sua costante dielettrica e il coefficiente di espansione termica corrispondono strettamente a quelli della lamina di rame, migliorando i difetti dei PCB basati su PTFE. È ideale per progetti ad alta velocità, così come per applicazioni commerciali a microonde e RF.
Grazie alla sua bassa assorbenza di acqua, può essere utilizzato in ambienti ad alta umidità. È una scelta ideale per l'industria delle schede ad alta frequenza e può migliorare la qualità dei prodotti alla fonte.
In generale, un PCB Rogers per alte frequenze può essere definito come una scheda a circuito stampato con una frequenza superiore a 1 GHz. Presenta requisiti estremamente elevati in termini di precisione, proprietà fisiche e parametri tecnici. Viene comunemente utilizzato in sistemi satellitari, sistemi radio, sistemi di comunicazione, sistemi automobilistici anti-collisione e altri settori.
Materiali ceramici per circuiti riempiti con PTFE. I modelli includono: RO3003G2™, RO3003™, RO3203™, RO3035™, RO3006™, RO3010™, RO3210™, ecc.
Materiali compositi a base di ceramica, idrocarburi e polimeri termoindurenti. I modelli includono: TMM3, TMM4, TMM6, TMM10, TMM10i e TMM13i.
I materiali per circuiti ad alta frequenza RT/duroid® sono laminati compositi contenenti additivi PTFE (fibra di vetro o ceramica), utilizzati per applicazioni di alta affidabilità nel settore aerospaziale e della difesa. I modelli includono: RT/duroid® 5880, 5880LZ, 5870, 6002, 6202, ecc.
RO4000 è una gamma leader nel settore di laminati e prepreg a base di idrocarburi ceramici. I modelli includono: RO4003C, RO4350b, RO4533, RO4534, RO4535, RO4360G2, RO4830, RO4835T, RO4725JXR e RO4730G3.
1. Bassa assorbenza di acqua
Il substrato PCB Rogers ha un basso assorbimento d'acqua, che può evitare efficacemente variazioni della costante dielettrica e delle perdite dielettriche in ambienti umidi.
2. Corrispondenza del coefficiente di espansione termica
I coefficienti di espansione termica del substrato PCB Rogers e della lamina di rame devono essere coerenti per evitare che l'espansione termica causi il distacco della lamina di rame.
3. Costante dielettrica stabile e bassa
Più bassa è la costante dielettrica (Dk), meglio è; la velocità di trasmissione è inversamente proporzionale alla sua radice quadrata. Un valore più alto di Dk provoca un ritardo nella trasmissione del segnale.
4. Basse perdite dielettriche
Minori sono le perdite dielettriche (Df), migliore è la qualità della trasmissione del segnale e minori sono le perdite di segnale.
Al momento, il dispiegamento internazionale del 5G sta accelerando. Le stazioni base tradizionali 3G/4G utilizzano un'architettura basata su BBU, RRU e sistema di alimentazione delle antenne. Con la trasmissione di segnali ad alta frequenza, le perdite aumentano naturalmente. L'architettura integrata RRU+antenna può ridurre le perdite di alimentazione e migliorare l'efficienza. Pertanto, l'elevata integrazione consente di sostituire componenti più dispersi con schede PCB, migliorando così l'utilizzo delle PCB.
1. La larghezza di banda ad alta frequenza è maggiore e presenta una capacità di trasporto delle informazioni più elevata.
2. Le risorse a bassa frequenza sono già occupate dalle generazioni precedenti di tecnologie di comunicazione;
Le onde elettromagnetiche sono più suscettibili di attenuazione nelle bande ad alta frequenza e le perdite del trasmettitore e dei componenti di trasmissione devono essere controllate. Pertanto, il materiale del supporto deve essere aggiornato da schede ordinarie a schede ad alta frequenza (ad esempio, Rogers PCB RO4350). Ad esempio, la scheda a circuito flessibile FPC originariamente realizzata in materiale PI è stata gradualmente sostituita dal materiale LCP, che presenta valori di Dk e Df inferiori. Apple, ad esempio, ha applicato il LCP all'antenna dell'iPhone X.
Anche la parte della stazione base necessita di PCB realizzati con materiali ad alta frequenza, come il Rogers RO4350. Le soluzioni principali includono PCB in idrocarburo o PTFE, il cui costo è 1,5-3 volte superiore rispetto alle schede ordinarie. L'utilizzo di materiali ad alta frequenza nelle schede AAU 5G a media e alta frequenza è aumentato notevolmente e anche il valore di ogni scheda è aumentato di conseguenza.
Normalmente possiamo produrre solo substrati in alluminio monolayer e substrati in alluminio doppio strato. A causa delle limitazioni del processo produttivo, è difficile realizzare substrati in alluminio multistrato, quindi non riescono a soddisfare le esigenze di progetti complessi multistrato.
I materiali in alluminio metallico hanno un'elevata rigidità e una bassa morbidezza e non sono flessibili come i substrati in poliimide o poliestere. Per questo motivo, non sono adatti per applicazioni che richiedono piegature ripetute.
Il coefficiente di espansione termica dei substrati in alluminio è relativamente elevato e differisce da alcuni componenti e materiali di saldatura. La mancata corrispondenza dei coefficienti di espansione termica dei due materiali può facilmente causare danni alle saldature o delaminazione, influenzando la affidabilità complessiva.
Rispetto ai substrati ordinari, le proprietà metalliche dei substrati in alluminio richiedono più tempo per essere valutate durante la produzione e l'assemblaggio, il che aumenta la complessità del processo e i costi.
Sebbene i substrati in alluminio offrano significativi vantaggi nella gestione termica, rispetto ai materiali tradizionali FR4, le PCB su base alluminio presentano costi di materiale più elevati, processi di produzione specializzati e requisiti specifici per il trattamento superficiale, quindi il costo complessivo di produzione aumenta.
Nei settori delle radiofrequenze (RF) e delle microonde, le PCB in PTFE (politetrafluoroetilene) rappresentano schede per circuiti ad alta frequenza molto importanti. Offrono perdite di segnale estremamente ridotte, eccellenti prestazioni di trasmissione e resistenza alle alte temperature, ed è per questo che vengono ampiamente utilizzate in apparecchiature come radar, stazioni base 5G, comunicazioni satellitari e moduli di comunicazione ad alta frequenza.
Molti PCB Rogers di alta qualità, come la serie RO3000 e la serie RT/duroid, sono in realtà basati su materiali PTFE. Questi materiali mantengono una costante dielettrica stabile e perdite di trasmissione del segnale estremamente ridotte alle alte frequenze, rendendoli ideali per circuiti ad alta velocità e RF.
Rispetto alle schede FR4 tradizionali, le loro prestazioni alle alte frequenze sono inferiori, rendendole inadatte per prodotti ad alte prestazioni. Per questo motivo, per progetti ad alta frequenza o ad alta affidabilità (come 5G e radar), i materiali per PCB Rogers o PTFE sono la scelta preferenziale.
Il materiale PCB Rogers è una scheda speciale con elevata soglia tecnica, difficile da lavorare e costosa nella prototipazione rapida. Per questo motivo, molte fabbriche di prototipazione di PCB su piccola scala non sono disposte a produrla a causa di ordini ridotti o processi complessi.
Il materiale Rogers RO4350B è comodo per gli ingegneri RF nella progettazione di reti di adattamento, controllo dell'impedenza delle linee di trasmissione, ecc. Presenta basse perdite dielettriche e vantaggi evidenti nelle applicazioni ad alta frequenza. La costante dielettrica è estremamente stabile in un'ampia gamma di frequenze, con un valore di progetto di 3,66, il che lo rende adatto per applicazioni a banda larga.
Il materiale Rogers RO4003 può essere lavorato con spazzole di nylon tradizionali e non richiede trattamenti speciali prima della placcatura con rame senza elettrolisi. Il suo sistema di resina con alto punto di transizione vetrosa (TG 280°C+) non tende a scolorirsi durante le operazioni di trapanatura. Qualora fossero presenti macchie, possono essere rimosse utilizzando plasma CF4/O2 o un processo al permanganato doppio.
RO3003 è un materiale composito ceramico riempito con PTFE, adatto per applicazioni microonde e RF, con una costante dielettrica estremamente stabile nell'intero intervallo di temperatura e un fattore di perdita di soli 0,0013 a 10 GHz.
I requisiti di cottura di RO4000 sono comparabili a quelli del vetro epossidico e non richiedono trattamenti speciali in condizioni normali, ma è necessario prestare attenzione al rischio di incendio quando si utilizza attrezzatura ad alta temperatura, come il forno di rifusione a infrarossi.
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2. Da LHD possiamo fornire una varietà di materiali per PCB Rogers, come: PCB Rogers 4003, PCB Rogers 4350, PCB Rogers 5880, PCB RO3003, PCB RO6002, PCB Rogers FR4, PCB TTM10, PCB Rogers Ceramico, PCB Rogers PTFE, ecc.
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