Introduction
Les PCB Rogers sont des cartes haute fréquence fabriquées à partir de matériaux provenant exclusivement de la société Rogers. Contrairement aux PCB classiques en résine époxy (FR4), les PCB Rogers utilisent une base en céramique comme matériau haute fréquence et ne contiennent pas de fibre de verre. Reconnus pour leur constante diélectrique exceptionnelle, leur faible tangente de perte et leur conductivité thermique élevée, les PCB Rogers offrent de nombreux avantages par rapport aux PCB traditionnels. Dans cet article de blog, nous vous proposons une présentation complète des PCB Rogers, en abordant leurs caractéristiques uniques, leurs avantages, leurs applications et bien plus encore. Explorons ensemble l'univers des PCB Rogers…
Avantages des PCB Rogers
Les circuits imprimés Rogers constituent un choix judicieux pour de nombreuses raisons. Le matériau Rogers est privilégié pour son exceptionnelle capacité à fonctionner dans des conditions exigeantes, ainsi que pour sa qualité et son utilité. Malgré leur coût plus élevé que d'autres matériaux, les circuits imprimés Rogers offrent de nombreux avantages, notamment :
- Excellentes performances à haute fréquence avec une faible perte diélectrique
- Fabrication de circuits imprimés à faible intensité électrique
- Contrôle d'impédance amélioré
- Capacités exceptionnelles de gestion thermique
- Convient aux applications spatiales à faible dégazage
- Faible absorption d'humidité et dilatation thermique
- Stabilité dimensionnelle solide pour une utilisation fiable
- Haute compatibilité et facilité de fabrication
Types de Rogers et leurs propriétés
Dans cette partie, nous listons certains matériaux Rogers largement utilisés avec une brève introduction à leurs propriétés pour vous aider à choisir le bon matériau pour votre projet PCB :
Roger 3003
Le Rogers RO3003 est un stratifié haute fréquence très répandu, principalement utilisé pour les applications RF et micro-ondes. Ce stratifié est principalement composé d'un composite Téflon (PTFE) infusé de céramique. L'une de ses caractéristiques principales est sa remarquable stabilité diélectrique à différentes températures, ce qui élimine efficacement les fluctuations fréquentes de la constante diélectrique des matériaux en verre PTFE à température ambiante.
Rogers4003C
Le stratifié 4003 utilise des tissus de verre 1080 et 1674 disposés de manière à permettre un laminage électrique. Le 4003C se distingue par ses propriétés électriques, très proches de celles du PTFE/tissu de verre tissé, tandis que sa technologie de traitement est similaire à celle du matériau résine époxy/tissu de verre. Il se nettoie facilement avec une brosse en nylon classique. Le principal avantage du RO4003C réside dans ses faibles pertes et la présence de deux types de tissus de verre.
Roger 4350
Le Rogers 4350 est un matériau haute performance pour les signaux de circuits imprimés. Il est composé de fibre de verre renforcée par une résine hydrocarbonée et une charge céramique, plutôt que de PTFE. Il est plus économique que les stratifiés micro-ondes classiques, car il ne nécessite pas de traitement THT spécial traversant. Ce matériau présente une constante diélectrique stable sur une large plage de fréquences et un faible coefficient de température, ce qui en fait un substrat idéal pour les applications haut débit.
Roger 4830
Le stratifié thermodurcissable RO4830 peut être fabriqué selon la technologie FR4 standard. Ses propriétés électriques sont proches des valeurs standard, ce qui se traduit par des performances supérieures en termes de réflectance et de gain de visée. Il est particulièrement adapté aux applications à ondes millimétriques privilégiant la rentabilité, comme les capteurs radar automobiles fonctionnant à 76-81 GHz.
Rogers4835T
Le RO4835 est un matériau de circuit imprimé spécialisé développé par Rogers, qui est conçu spécifiquement pour la conception de couches internes dans planches multicouchesCe matériau thermodurcissable permet d'atténuer efficacement l'augmentation de la constante diélectrique et du facteur de dissipation due à l'oxydation dans les câblages. Comparé aux thermodurcissables conventionnels, le RO4835T présente une résistance remarquable à l'oxydation, dix fois supérieure.
Roger 5880
Le stratifié haute fréquence Rogers 5880 est composé d'un mélange de composite PTFE et de microfibre. Il présente une très faible absorption d'humidité, un faible dégazage et de faibles pertes électriques. De plus, la constante diélectrique des stratifiés Rogers RT/duroid 5880 est très stable sur une large plage de fréquences, ce qui les rend particulièrement adaptés aux applications haute fréquence et haut débit.
| Matériaux Rogers | Constante diélectrique | Autres propriétés |
|
Roger 3003 |
3.00 +/- .04.
| Facteur de dissipation : 0.0010 à 10 GHz Épaisseur du substrat : 0.02″ (0.5 mm) L'épaisseur du cuivre : 0.5 once Faible CTE sur les axes X, Y et Z de 17, 16 et 25 ppm/°C, respectivement |
|
Rogers4003C
|
3.38 +/- 0.05
| Facteur de dissipation : 0.0027 à 10 GHz Faible coefficient de dilatation thermique sur l'axe Z à 46 ppm/°C La résistance volumique : 1.7×10&10 Résistance de surface : 4.2*10&9 |
|
Roger 4350
|
3.48 +/- 0.05
| Facteur de dissipation : 0.0037 à 10 GHz Faible coefficient de dilatation thermique sur l'axe Z à 32 ppm/°C Température de transition vitreuse (TG) supérieure à 280°C Vitesse de surface inférieure à 500 SFM Charge de copeaux inférieure à 0.05 mm lors de la perforation |
|
Roger 4830
|
3.24 | Perte d'insertion : 2.2 db/in à 77 GHz Indice de résistance au feu UL 94 V-0 Épaisseurs diélectriques des stratifiés : 0.005 et 0.0094 |
|
Rogers4835T
|
3.3
| Densité 1.92 g/cm3 Conductivité thermique 0.66 w/m/k Stratifié ignifuge, classé UL 94 V-0 Température de transition vitreuse Tg supérieure à 280 degrés |
|
Roger 5880
|
2.20 +/- 02
| Facteur de dissipation de 0009 à 10 GHz Densité extrêmement faible de 1.37 g/cm3 TCDk sur l'axe Z aussi bas que +22 ppm/°C Isotrope |
Différences entre Rogers et FR4
Haute fréquence
cartes de circuits imprimés FR-4, Grâce à leur prix abordable, leur fiabilité et leurs caractéristiques reconnues, ces circuits imprimés sont largement utilisés dans diverses applications, telles que les circuits audio et les circuits micro-ondes. Cependant, ils ne conviennent pas aux applications haute fréquence. Les laminés haute fréquence spéciaux créés par Rogers sont les plus connus. Leurs matériaux présentent une constante diélectrique environ 20 % inférieure à celle des cartes FR-4. Pour évaluer la nécessité de recourir à des laminés haute fréquence pour votre projet, il est important d'analyser leurs spécifications électriques et mécaniques. Si les variations sont trop importantes, il est préférable d'utiliser le matériau pour circuits imprimés Rogers.
Dissipation
Le facteur de dissipation (DF) est un facteur important à prendre en compte. Il est plus élevé pour les cartes FR-4 que pour celles fabriquées à partir de matériaux Rogers. Plus précisément, les matériaux FR-4 présentent des pertes plus importantes, notamment à hautes fréquences, avec des valeurs typiques d'environ 0.020 contre 0.004 pour les cartes Rogers. La dissipation des matériaux FR-4 augmente également avec la fréquence, les stratifiés haute fréquence présentant une caractéristique de dissipation constante qui dépend de la fréquence. Cependant, l'utilisation du FR-4 peut contribuer à minimiser la perte de signal grâce à son faible facteur de dissipation. De plus, le processus d'assemblage et de fabrication automatisé des matériaux FR-4 facilite leur mise en œuvre lors de l'assemblage et de la production.
Stabilité d'impédance
Pour assurer un flux de courant constant lors de l'application d'une tension, la stabilité de l'impédance est essentielle dans les applications de conception. Le Rogers et le FR-4 sont des matériaux fréquemment utilisés à cette fin. Cependant, le Rogers offre une plus grande variété de constantes diélectriques que le FR-4. Bien que le FR-4 soit peu coûteux, sa constante diélectrique peut varier considérablement en fonction des variations de température sur le substrat. Pour les circuits nécessitant une variation minimale sur une large plage de températures, il est recommandé d'utiliser des stratifiés haute fréquence fabriqués à partir de matériaux Rogers, notamment dans les environnements à haute température.
Constante diélectrique
La constante diélectrique C'est la capacité d'un matériau à retenir l'énergie électrique dans un champ électrique. Le FR-4 présente une constante diélectrique inférieure de 4.5 à celle des matériaux de Roger, qui varie de 6.15 à 11. Sa constante diélectrique est supérieure à celle des matériaux plastiques, et son utilisation permet d'obtenir des circuits imprimés au moins 4 % plus légers. Le FR-4 présente également une bonne résistance à l'humidité et une rigidité diélectrique élevée. Bien que les circuits imprimés de Roger aient une constante diélectrique supérieure à celle du FR-25, ce dernier peut néanmoins être utilisé car c'est un matériau efficace pour stocker l'énergie électrique. Les circuits imprimés présentant des constantes diélectriques plus élevées sont plus susceptibles de se briser lorsqu'ils sont soumis à des champs électriques intenses.
Application spatiale
L'utilisation de circuits imprimés dans les applications spatiales est cruciale, et les différents matériaux présentent des niveaux d'adéquation variables. Le dégazage, c'est-à-dire la libération de gaz emprisonnés, peut poser problème dans l'espace. L'humidité ou les matériaux corrosifs peuvent pénétrer dans les micro-trous et endommager les composants. Les matériaux FR-4 offrent une bonne stabilité électrique, une bonne durabilité et un bon rapport qualité-prix, mais les matériaux Rogers sont les plus adaptés aux applications spatiales en raison de leur faible dégazage et de leur polyvalence.
Gestion de la température
Afin de réguler la température des équipements électroniques, il est essentiel d'utiliser des matériaux de gestion thermique dès la conception des circuits imprimés. Le coefficient thermique de la constante diélectrique permet d'évaluer les propriétés des matériaux des PCB, ce qui peut influencer les fluctuations de température. Les matériaux Rogers sont plus performants pour la gestion de la température, car leurs conditions de fonctionnement varient peu à haute température. En effet, ce sont des thermodurcissables haute fréquence et plus robustes à haute température.
Applications de Rogers PCB
Les PCB Rogers trouvent de nombreuses applications dans diverses industries en raison de leurs performances de signal et de leur fiabilité supérieures :
- Dispositifs militaires
L'une des principales applications des circuits imprimés Rogers est celle des appareils militaires, qui dépendent fortement de la capture et de la transmission de signaux. Dans les zones reculées, seuls les circuits imprimés haute fréquence comme ceux de Rogers peuvent fonctionner efficacement et assurer une communication ininterrompue des signaux.
- Electronique
Les circuits imprimés Rogers sont également utilisés dans les appareils électroniques grand public tels que les smartphones, les tablettes, les PC et les ordinateurs portables qui nécessitent une réception et une transmission de signal puissantes. Les marques de smartphones haut de gamme utilisent souvent des circuits imprimés Rogers pour garantir une performance de signal optimale.
- Télécommunication
Les systèmes de télécommunications dépendent également fortement des circuits imprimés Rogers pour une captation et une transmission efficaces du signal. L'utilisation de tout autre circuit imprimé pourrait entraîner une baisse de la qualité du signal, affectant ainsi les performances du système.
- Cartes micro-ondes
La construction de haute qualité des PCB Rogers les rend également adaptés à la fabrication de cartes à micro-ondes, qui sont utilisées dans diverses industries telles que les stations de base cellulaires, les systèmes de communication et les stations 5G.
- Automobile
Les circuits imprimés Rogers sont également utilisés dans l'industrie automobile pour les équipements de test automatisés/mécanisés, les radars et les capteurs automobiles. Les applications d'ingénierie RF incluent les amplificateurs de puissance, les étiquettes d'identification RF et les infrastructures IP.
- Industrie aerospatiale
En ingénierie aéronautique, les circuits imprimés Rogers sont utilisés dans les systèmes anticollision d'avions, les antennes microruban et les radios de liaison terrestre.
Résumé
Le choix du matériau approprié pour votre circuit imprimé est une décision cruciale qui influencera son adéquation à des applications spécifiques. Cet article de blog vise à vous aider à mieux comprendre les PCB Rogers. Pour plus d'informations ou de conseils sur le choix du PCB le plus adapté à votre projet, n'hésitez pas à nous contacter. nous contacter. MOKO Technology est un fabricant leader de circuits imprimés en Chine. Son équipe d'ingénieurs expérimentés accompagne ses clients tout au long de leurs projets. Nous proposons une assistance pour le choix des matériaux. conception de circuits imprimés, et les procédés de fabrication et d’assemblage.
