Специальные печатные платы Rogers HDI для высокочастотных применений: характеристики, преимущества и производительность

Клиент-энтеромные образы

В мире высокочастотной электроники-от базовых станций 5G Mmwave до автомобильных радиолокационных систем-Standard FR4 PCB не превышают. Эти устройства требуют субстратов, которые поддерживают целостность сигнала при 28 ГГц+, сопротивляются термическому напряжению и обеспечивают миниатюризацию. Введите Special Rogers HDI PCBS: инженер с высокопроизводительными ламинатами Rogers и технологией HDI (Intercenct), они обеспечивают непревзойденную электрическую стабильность, низкую потерю сигнала и компактные конструкции.

Глобальный рынок PCB Rogers, по прогнозам, будет расти с 7,2% CAGR до 2030 года (Grand View Research), обусловленное расширением 5G, внедрением радара EV и спросом на аэрокосмическую/оборону. Для инженеров и производителей понимание уникальных свойств Rogers HDI PCB имеет решающее значение для строительных продуктов, которые соответствуют строгим высокочастотным требованиям. Это руководство разбивает их ключевые функции, сравнивает их с традиционными ПХБ FR4 и подчеркивает, почему выделяются решения LT Circul HDI HDI-с помощью данных, управляемых данными и применениями реального мира. Независимо от того, проектируете ли вы датчик 5 ГГц 5G или автомобильный радар 77 ГГц, эти идеи помогут вам разблокировать пиковую производительность.

Ключевые выводы
1. ROGERS HDI PCB предлагают диэлектрическую постоянную (DK) 2,2–3,8 (против FR4 4,0–4,8) и касательную потерю (DF) всего 0,0009 - потери сигнала на 60% при 28 ГГц.
2. Интеграция HDI (Microvias, Fine Traces) обеспечивает 2 -кратную более высокую плотность компонентов (1800 компонентов/кв. В), чем стандартные печатные платы Rogers, критические для миниатюрных 5G и носимых устройств.
3. Термическая проводимость ламинатов Роджерса (0,69–1,7 Вт/м · К) в 3 раза выше, чем FR4 (0,1–0,3 Вт/м · K), предотвращая перегрев в мощных приложениях, таких как EV BMS.
4. По сравнению с традиционным FR4 HDI, Rogers HDI PCBS снижается BER (частота ошибок BIT) на 50% в цифровых конструкциях 10 Гбит / с и соответствует стандартам NR 3GPP 5G для производительности MMWAVE.
5. LT Circuit Rogers HDI Solutions включают в себя пользовательские стеки, лазерные микровористы (4MIL) и строгий контроль качества-потратить 99,5% выход первого прохождения для производства с большим объемом.

Что такое специальные печатные платы Rogers HDI?
Special Rogers HDI PCBS объединяют две критические технологии:

1. Высокопроизводительные ламинаты: инженерные для высокочастотной стабильности, низкой потери сигнала и тепловой устойчивости (например, Rogers 4350B, 4003C, 6010).
2. Производство HDI: микроволис с лазером (4–6 млн), тонкая линия травления (2,5 млн. След/пространство) и последовательное ламинирование-общеживающие компактные, плотные конструкции.

В отличие от стандартных печатных плат Rogers (которые используют VIAS-VIAS и более крупные следы), ПХД Rogers HDI оптимизированы для миниатюрных высокочастотных устройств. Они преуспевают в приложениях, где каждый дБ потери сигнала имеет значение, а пространство находится на премии.

Яркие серии ламинатов Rogers для HDI PCBS
Роджерс предлагает несколько семейно-ламинированных семей, адаптированных к конкретным высокочастотным потребностям. В таблице ниже выделяются наиболее распространенные варианты для дизайнов HDI:

Ключевое понимание: для 5G MMWAVE (28 ГГц), Rogers 4350b баланс и стоимость - его низкий DF (0,0037) обеспечивает потерю сигнала <0,8 дБ/дюйма, против 2,5db/дюйма для FR4.

Ключевые особенности специальных печатных плат Rogers HDI
ПХД Rogers HDI выделяются три не подлежащие обсуждению функции: превосходные диэлектрические свойства, расширенное тепловое управление и экстремальная миниатюризация. Эти атрибуты делают их золотым стандартом для высокочастотных конструкций.
1. Диэлектрические свойства: стабильные сигналы при 28 ГГц+
Диэлектрическая постоянная (DK) и тангентная потери (DF) субстрата непосредственно влияют на целостность сигнала (SI) на высоких частотах. Ламинаты Роджерса спроектированы, чтобы минимизировать оба, обеспечивая постоянную производительность:

A. low, стабильные материалы DK: Rogers поддерживают DK в пределах ± 5% по температуре (от -40 ° C до 125 ° C) и частоты. Например, DK Rogers 4350B сдвигается только на 0,02 при нагревании с 25 ° C до 125 ° C, критической для автомобильных и аэрокосмических применений.
 B.ultra-Low DF: DF всего 0,0009 (Rogers 3003) означает минимальное ослабление сигнала. При 28 ГГц это переводится на 60% меньше потерь, чем FR4 (DF = 0,02–0,04).

Влияние реального мира: небольшая ячейка 5G с использованием HDI PCB Rogers 4350B составляла 95% маржи SI при 28 ГГц, что увеличило скорость передачи данных 4 Гбит / с, против 2,5 Гбит / с для FR4 HDI.

2. Термическое управление: предотвратить перегрев в мощных конструкциях
Высокочастотные компоненты (например, 5G PAS, радиолокационные трансиверы) генерируют значительное тепло. PCBS Rogers HDI рассеивают тепло в 3 раза быстрее, чем FR4, благодаря:

A. Высокая теплопроводность: Rogers 6010 предлагает 1,7 Вт/м · к - в течение снижения температуры 2 Вт на 20 ° C против FR4.
B. Термальные VIAS и медные плоскости: Laser-просверленные тепловые VAIS (4–6 млн.) И 2 унции.
 C. Moisture Aspectyance: Rogers Laminates поглощают <0,1% влаги (против FR4 0,2–0,3%), предотвращая термическое разложение во влажной среде.

Тематическое исследование: модуль радара EV с использованием HDI PCB Rogers 6010 выжил 1000 термических циклов (от -40 ° C до 125 ° C) без расслаивания-призыв к автомобильным стандартам IATF 16949.

3. миниатюризация: упаковать больше функциональности в небольших пространствах
Технология HDI превращает ламинации Rogers в ультракомпактные конструкции, критически важные для носимых устройств, модулей 5G и автомобильных датчиков. Ключевые функции миниатюризации:

A.fine Trace/Space: лазерное травление позволяет 2,5 млн. (0,063 мм) трассировки/пространство - 3 раза больше, чем стандартные ПХБ Rogers (7,5 млн.).
B. Микровиас: лазерные слепые/похороненные виски (диаметр 4–6 млн.) Устраняют сквозные виды, экономя 50% площади платы.
 C. Высокий уровень слоя: последовательное ламинирование поддерживает 8–16 стеков слоев в плате 1,6 мм-вещание для многокачественных систем (3,3 В, 5 В, 12 В).

Пример: носимый датчик здоровья с использованием PCBS Rogers HDI подходит 2,4 ГГц Bluetooth Chip, 3-осевого акселерометра и схема управления аккумуляторами в схеме 30 мм × 30 мм-VS. 45 мм × 45 мм для стандартной печатной платы Rogers.

Rogers HDI PCBS против традиционных печатных плат FR4 HDI:
Разрыв в производительности между Rogers HDI и FR4 HDI является резким, особенно на высоких частотах. Ниже приведен разбивка ключевых различий, управляемого данными:

Критический вывод: для проектов> 6 ГГц, FR4 HDI не является жизнеспособным - его высокая DF и потеря сигнала делает его неспособным соответствовать стандартам 5G или радара. Rogers HDI - единственное практическое решение.

Преимущества печатных плат Rogers HDI с цепью LT
Решения LT Circuit Rogers HDI выходят за рамки производительности сырья-они сочетают в себе точное производство, пользовательскую поддержку проектирования и строгий контроль качества для обеспечения надежных, высокодоходных плат.
1. Оптимизация целостности сигнала
Инженерная команда LT Circuit оптимизирует каждый дизайн Rogers HDI для SI:

A.ImpedAnce Control: использует решатели 3D полевых решателей для поддержания импеданса 50 Ом (односторонний) и 100 Ом (дифференциал) с допуском ± 5%-критической для 28 ГГц MMwave.
B. Layer Stackup Design: Рекомендует «Signground-Signal» (SGS) подставки, чтобы уменьшить перекрестные помехи на 40% в дифференциальных парах.
C.Via Stub Minimization: использует слепые VIAS (без заглушек) и обратное бурение для сквозных отверстий, что устраняет отражение сигнала при 28 ГГц.

Результат тестирования: HDI -печатная плата Rogers 4350B Rogers 4350B для 5G получила потерю сигнала 0,7 дБ/дюйм при 28 ГГц, что приобретает цель 0,9 дБ/дюйм клиента.

2. Производственный опыт для сложного HDI
Ламинаты Роджерса более сложны для обработки, чем специализированное оборудование и процессы FR4 - LT Circuit, обеспечивают согласованность:

А.
B. Последовательное ламинирование: сборка 8–16 стеков слоев в 2–3 шагах, обеспечивая выравнивание слоя ± 3 мкм (против ± 10 мкм для конкурентов).
 C. Планирование: применяет 20 мкм электролитическую медь к микровий, достигая 95% -ной скорости заполнения-критической для несущей способности.

3. Настройка для целевых приложений
Схема LT предлагает сквозную настройку в соответствии с конкретными высокочастотными потребностями:

A.laminate Selection: направляет клиентов в правую серию Rogers (например, 4350b для 5G, 6010 для автомобильного радара).
Б. Поверхностная отделка: загадка (18-месячный срок годности) для 5G базовых станций, погружение серебра (экономически эффективное) для потребительских устройств.
 C.Testing: включает в себя тестирование VNA (Vector Network) для 28 ГГц+ Si, рентгеновский рост для качества и термический цикл для надежности.

4. Контроль качества и сертификаты
Многоэтапное обеспечение качества LT Circuit гарантирует, что каждая печатная плата Rogers HDI соответствует глобальным стандартам:

A.in-Line AOI: обнаруживает 99% поверхностных дефектов (например, отсутствующие следы, паяные мосты) во время производства.
B. Периодическое тестирование зонда: проверяет электрическую непрерывность 100% сетей-критические для конструкций высокой плотности.
C.Certifications: ISO 9001, IATF 16949 (автомобиль) и UL 94 V-0 (задержка пламени)-применение 5G, автомобильные и аэрокосмические требования.

Реальные приложения Rogers HDI PCB
ПХД Rogers HDI являются незаменимыми для отраслей, где высокочастотная производительность и миниатюризация не подлежат обсуждению. Ниже приведены варианты использования ключей:
1. 5G Mmwave (28 ГГц/39 ГГц)
Потребность: низкая потеря сигнала, компактные конструкции для небольших ячеек, смартфонов и датчиков IoT.
Решение Rogers: 8-слойный Rogers 4350B HDI с 2,5 млн. Следу и 4-миллиметровой микроворией.
Результат: небольшая ячейка 5G с использованием PCB Rogers HDI HDI от LT достигла 4 Гбит / с и более шире, чем FR4 HDI.

2. Автомобильный радар (77 ГГц)
Потребность: термическая стабильность (от -40 ° C до 125 ° C), низкий DF и небольшой форм-фактор для ADA.
Решение Rogers: 12-слойный Rogers 6010 HDI с 2 унцией медных силовых плоскостей.
Результат: модуль радара EV прошел 1000 термических циклов без деградации производительности-применение стандартов ISO 26262 ASIL-B.

3. Aerospace & Defense (100 ГГц)
Необходимость: радиационная сопротивление, ультра-низкий DF и высокая достоверность для спутниковой связи и военного радара.
Решение Rogers: 16-слойный Rogers 3003 HDI с поверхностной отделкой золота (загадка), 3-милыми следами и 5-миль-похороненной микровий.
Результат: спутниковой трансивер с использованием печатной платы Rogers HDI HDI от LT содержит маржу целостности сигнала на 98% при 100 ГГц-зажигающем 100крд ионизирующего излучения (соответствие MIL-STD-883H). Конструкция также вписывается в шасси 50 мм × 50 мм, на 30% меньше, чем в предыдущей стандартной печатной плате Rogers.

4. Медицинская визуализация (60 ГГц)
Потребность: низкая EMI, биосовместимость и высокоскоростная передача данных для ультразвуковых и МРТ-устройств.
Решение Rogers: 8-слойный Rogers 4350B HDI с полиимидной паяной маской (биосовместимый) и 4-миль.
Результат: ультразвуковой зонд с использованием этой печатной платы доставлял разрешение 0,1 мм (по сравнению с 0,2 мм с FR4 HDI) и Met ISO 13485 Медицинские стандарты. Скорость передачи данных 12 Гбит / с обеспечивает обработку изображений в реальном времени.

Анализ затрат и выгод: почему Rogers HDI PCBs оправдывают премию
Rogers HDI PCBS стоит в 3 раза больше, чем FR4 HDI-но и высокочастотные дизайнеры последовательно выбирают их. Причина: долгосрочная экономия от уменьшения переделки, лучшепроизводительность и более низкие показатели сбоев в полевых условиях. Ниже приведен разбивка затрат на небольшую клеточную проект 10K-UNIT/год 5G:

Ключевое понимание: для проектов с большим объемом (100K+ единицы/год) чистая экономия растут до 200 тысяч долларов США в год-Rogers HDI платит за себя через 6–8 месяцев. Для критических применений (аэрокосмическая, медицинская) премия затрат не имеет значения по сравнению с риском неудачи FR4 HDI (например, спутниковая миссия в размере 1 млн. Долл. США против 50 тыс. Долл. США в PCBS Rogers).

Общие соображения дизайна для ПХБ Rogers HDI
Чтобы максимизировать производительность Rogers HDI PCB, следуйте этим лучшим методам, разработанным из опыта LT Circuit с более чем 1000 высокочастотных проектов:
1. Выбор ламината: совпадать с частотой и мощностью
a. <6ghz (Wi -Fi 6e, RFID): Rogers 4003c (низкая стоимость, DK = 3,38) баланс и бюджет.
B.6–28 ГГц (5G, небольшие клетки): Rogers 4350B (DK = 3,48, DF = 0,0037) является отраслевым стандартом для MMWave.
C.28–100 ГГц (радар, спутники): Rogers 3003 (DK = 2,94, DF = 0,0012) минимизирует потерю сигнала на сверхвысоких частотах.
D. Высокая сила (EV BMS, PAS): Роджерс 6010 (Теплопроводность = 1,7 Вт/м · К) рассеивает тепло лучше, чем другие серии.

2. Контроль импеданса: критическое для высокоскоростных сигналов
A. Используйте 3D -решатели (например, Ansys Siwave) для расчета размеров трассировки - низкие DK Rogers означает более широкие следы для импеданса 50 Ом (например, 0,15 мм ширина для 1 унции медь на 4350B против 0,12 мм на FR4).
B.Add 10% маржинального запас для учета допусков травления (± 0,02 мм). Процесс LT Circuit обеспечивает допуск импеданса ± 5%, но маржа предотвращает доски вне спецификации.
C. Разрывы с трассировкой (острые изгибы, заглушки) - используйте углы или кривые 45 °, и сохраняют заглушки <0,5 мм для сигналов 28 ГГц.

3. Термическое управление: предотвратить деградацию компонентов
A. Площадь тепловых вайсов (диаметр 0,3 мм, заполненная медью) каждые 2 мм в мощных компонентах (например, 5G PAS). Массив 5x5 термических VIAS снижает температуру компонента на 15 ° C.
B. Используйте медь 2 унции для силовых плоскостей - тщательно распространяется на тепло быстрее и обрабатывает более высокие токи (30A против 15А для 1 унции).
C. Авоидные тепловые горячие точки-группы высоких мощных компонентов (PAS, регуляторы напряжения) вдали от чувствительных высокоскоростных трассов (пути Mmwave).

4. Сокращение EMI: обеспечить соблюдение стандартов
A. Используйте твердые самолеты (≥90% охват) вместо плоскостей сетки-они обеспечивают невыполненные пути возврата и блокируют EMI.
B. СЕБЕРЫ АНАЛОГО И ЦИТИЧЕСКИЕ СЕЗИЙ С БАРНЕМАМИ ЗАМЕЧАНИЯ ПЛАЗОНА-уменьшает перекрестные помехи на 40% в конструкциях смешанного сигнала (например, 5G приемопередатчики с цифровыми управляющими цепями).
C.Add EMI Shiteling Cans над высокочастотными компонентами (например, чипы 28 ГГц MMWAVE)-LT Cuxt предлагает пользовательскую экранирующую интеграцию для Rogers HDI PCB.

Процесс производства печатной платы Rogers HDI от Rogers HDI
8-ступенчатый процесс схемы LT обеспечивает постоянное качество и производительность для PCB Rogers HDI-критические для высокочастотных приложений:

1. Проверка обзора и DFM.
2. Материальная подготовка: Ламинаты Роджерса (4350b, 6010 и т. Д.) Разрешены до размера и предварительно высушены (80 ° C в течение 2 часов) для удаления влаги.
3. Бурение лазера: ультрафиолетовые лазеры. Проверка 4–6 млн. Микровий с точностью ± 1 мкм - без механического бурения (которое вызывает смазывание смолы).
4. ОБЪЕДИНЕНИЯ И ПЛАТАЦИЯ: Стены микровий очищаются (раствор перманганата) и гальванируют 20 мкм меди для обеспечения проводимости (скорость заполнения 95%).
5.ETCHING: лазерное травление создает 2,5–5 -миллионные следы - AOI (автоматизированный оптический осмотр) проверяет ширину трассировки и расстояние.
6. Последовательное ламинирование: слои связываются в 2–3 подстанах с использованием PREPREG ROGERS (например, 4450F для 4350B) и вакуумного прессования (180 ° C, 400 фунтов на квадратный дюйм).
7. Маска для подсветки и отделка поверхности: применяется высокотемпературная маска припадки LPI (TG≥150 ° C), с последующей загадкой или погружением серебра (на спецификации клиентов).
8. Процедура и контроль качества:
А.ВНК -тестирование: измеряет потерю сигнала и перекрестные помехи на целевых частотах (28 ГГц+).
Проверка BX-ray: проверяет через выравнивание заполнения и слоя.
C. Интелляльный велосипед: надежность тестов (от -40 ° C до 125 ° C, 100 циклов) для автомобильных/аэрокосмических конструкций.

Часто задаваемые вопросы об специальных печатных платах Rogers HDI
Q1: Могут ли Rogers HDI PCB быть гибкими?
A: Да - LT Cuxt предлагает гибкие платы Rogers HDI с использованием ламинатов Rogers RO3003 или RO4350B в паре с полиимидными субстратами. Эти конструкции поддерживают 5 -мильные трассировки, 6 -миллионов микровористов и 100K+ циклы изгиба - изысканные для носимых устройств или складных 5G -устройств.

Q2: Какое количество минимального количества заказов (MOQ) для ПХД Rogers HDI?
A: Схема LT не имеет строгих MOQ - прототипы (1–10 единиц) доступны, с временем выполнения 5–7 дней. Для производства с большим объемом (1K+ единиц) время потери составляет 10–14 дней, а затраты на единицу снижаются на 30%.

Q3: Как проверить целостность сигнала HDI Rogers HDI?
О: Схема LT предлагает тестирование VNA (векторного сетевого анализатора) до 40 ГГц, TDR (рефлектометр временной области) для измерений импеданса и тестирования BER для цифровых конструкций. Для 5G Mmwave мы также предоставляем тестирование соответствия 3GPP 16.

Q4: Rogers HDI PCBS ROHS и достигают соответствия?
A: Да. Все ламинаты Rogers, используемые схемой LT, соответствуют ROHS 2.0 (Директива EU 2011/65/EU) и охват (Регламент (EC) № 1907/2006). Мы предоставляем сертификаты соответствия с каждым заказом.

Q5: Может ли конструкция схемы LT Custom Rogers HDI Stackups?
О: Абсолютно - наша инженерная команда работает с клиентами для разработки пользовательских стеков (4–16 слоев), адаптированных к частоте, мощности и космическим требованиям. Мы также предлагаем 3D -симуляцию SI для прогнозирования производительности перед производством.

Заключение
Специальные печатные платы Rogers HDI являются единственным жизнеспособным решением для высокочастотной электроники-от 5G Mmwave до аэрокосмического радара. Их низкие DK/DF, превосходное тепловое управление и миниатюризационные возможности обеспечивают производительность, которую FR4 HDI просто не может совпадать. В то время как они имеют более высокую аванскую стоимость, долгосрочная экономия от снижения переделки, лучшей надежности и доходов, связанных с эффективностью, делают их мудрыми вложениями.

Для инженеров и производителей, партнерство со специализированным провайдером, таким как LT Circuit, имеет решающее значение. Наш опыт в выборе ламинатов Rogers, производстве HDI и оптимизации SI обеспечивает каждую печатную плату соответствовать строгим высокочастотным стандартам-с доходностью первого прохождения 99,5%. Независимо от того, проектируете ли вы датчик 28 ГГц 5G или спутниковой трансивер 100 ГГц, решения Rogers HDI от LT Rogers помогут вам разблокировать пиковую производительность.

По мере расширения 5G, внедрение радара EV растет, а аэрокосмические технологии достигаются, спрос на ПХД Rogers HDI только увеличится. Выбирая сегодня Rogers HDI, вы не просто создаете лучший продукт-вы будете в будущем, защищаете свой дизайн для высокочастотных проблем завтрашнего дня.