PCB Rogers HDI speciali per applicazioni ad alta frequenza: caratteristiche, vantaggi e prestazioni

Immagini antropizzate dal cliente

Nel mondo dell'elettronica ad alta frequenza, dalle stazioni base 5G a quelle con onde mm fino ai sistemi radar per automobili, i PCB FR4 standard sono insufficienti.Questi dispositivi richiedono substrati che mantengano l'integrità del segnale a 28GHz +, resistente allo stress termico, e consente la miniaturizzazione.Forniscono una stabilità elettrica senza pari., bassa perdita di segnale e design compatto.

Si prevede che il mercato globale dei PCB Rogers crescerà a un CAGR del 7,2% fino al 2030 (Grand View Research), trainato dall'espansione del 5G, dall'adozione del radar EV e dalla domanda aerospaziale / di difesa.Per ingegneri e costruttori, comprendere le proprietà uniche dei PCB Rogers HDI è fondamentale per la costruzione di prodotti che soddisfano i severi requisiti di alta frequenza.li confronta con i tradizionali PCB FR4, e sottolinea perché le soluzioni HDI di LT CIRCUIT® di Rogers si distinguono con informazioni basate sui dati e esempi di applicazioni reali.Queste intuizioni ti aiuteranno a sbloccare le prestazioni massime.

Principali insegnamenti
1.I PCB HDI Rogers offrono una costante dielettrica (Dk) di 2,2 ‰ 3,8 (rispetto ai FR4 ‰ 4,0 ‰ 4,8) e una tangente di perdita (Df) inferiore a 0,0009 ‰, riducendo la perdita di segnale del 60% a 28 GHz.
2L'integrazione.HDI (microvias, tracce fini) consente una densità di componenti 2 volte superiore (1.800 componenti / cm2) rispetto ai PCB Rogers standard, fondamentali per i dispositivi 5G miniaturizzati e indossabili.
3La conduttività termica dei laminati Rogers (0,69 ∼1,7 W/m·K) è 3 volte superiore a quella del FR4 (0,1 ∼0,3 W/m·K), evitando il surriscaldamento in applicazioni ad alta potenza come il BMS EV.
4Rispetto al tradizionale FR4 HDI, i PCB Rogers HDI riducono il BER (bit error rate) del 50% nei progetti digitali a 10 Gbps e soddisfano gli standard 3GPP 5G NR per le prestazioni mmWave.
5.LT CIRCUIT's Rogers HDI soluzioni includono stackups personalizzati, microvias forate al laser (4 mil), e controllo di qualità rigoroso che garantisce un rendimento di primo passaggio del 99,5% per la produzione ad alto volume.

Che cosa sono i PCB HDI Special Rogers?
I PCB specifici Rogers HDI combinano due tecnologie critiche:

1.Laminati ad alte prestazioni Rogers: progettati per la stabilità ad alta frequenza, la bassa perdita di segnale e la resistenza termica (ad esempio, Rogers 4350B, 4003C, 6010).
2.Fabbricazione HDI: microvias perforate al laser (46 millimetri), incisione su linee sottili (2,5 millimetri/spazio) e laminazione sequenziale che consentono disegni compatti e densi.

A differenza dei PCB Rogers standard (che utilizzano vias a foro e tracce più grandi), i PCB HDI Rogers sono ottimizzati per dispositivi ad alta frequenza miniaturizzati.Essi eccellono nelle applicazioni in cui ogni dB di perdita di segnale conta e lo spazio è un premio.

Serie di laminati Core Rogers per PCB HDI
La tabella seguente evidenzia le opzioni più comuni per i progetti HDI:

Key Insight: Per 5G mmWave (28GHz), Rogers 4350B bilancia le prestazioni e i costi – il suo basso Df (0,0037) garantisce una perdita di segnale di <0,8 dB/inch, rispetto a 2,5 dB/inch per FR4.

Caratteristiche chiave dei PCB HDI Special Rogers
I PCB Rogers HDI si distinguono per tre caratteristiche non negoziabili: proprietà dielettriche superiori, gestione termica avanzata e miniaturizzazione estrema.Questi attributi li rendono lo standard per i progetti ad alta frequenza.
1Proprietà dielettriche: segnali stabili a 28 GHz+
La costante dielettrica (Dk) e la tangente di perdita (Df) di un substrato hanno un impatto diretto sull'integrità del segnale (SI) ad alte frequenze.garantire prestazioni costanti:

a.Dk basso e stabile: i materiali Rogers mantengono la Dk entro ± 5% a temperatura (-40°C a 125°C) e frequenza.02 quando riscaldato da 25°C a 125°C.
 b.Df ultra-basso: Df inferiore a 0,0009 (Rogers 3003) significa attenuazione minima del segnale. A 28GHz questo si traduce in una perdita inferiore del 60% rispetto a FR4 (Df = 0,02 ‰ 0,04).

Impatto nel mondo reale: una piccola cella 5G che utilizza i PCB HDI Rogers 4350B ha mantenuto il margine SI del 95% a 28GHz, consentendo velocità di dati di 4Gbps, rispetto a 2,5Gbps per l'HDI FR4.

2. Gestione termica: prevenire il surriscaldamento nei progetti ad alta potenza
I componenti ad alta frequenza (ad esempio, 5G PA, ricevitori radar) generano calore significativo.

a.Alta conduttività termica: Rogers 6010 offre 1,7 W/m·K· sufficiente a ridurre di 20°C la temperatura di un PA·s di 2W rispetto al FR4.
b. Vias termici e piani di rame: i vias termici perforati al laser (46 millimetri) e i piani di potenza di rame da 2 oz creano percorsi di calore efficienti verso gli strati interni.
 c. Resistenza all'umidità: i laminati Rogers assorbono < 0,1% di umidità (rispetto ai FR4 ∼ 0,2%), impedendo la degradazione termica in ambienti umidi.

Studio di caso: un modulo radar EV che utilizza i PCB Rogers 6010 HDI è sopravvissuto a 1000 cicli termici (-40°C a 125°C) senza delaminazione conforme agli standard automobilistici IATF 16949.

3. Miniaturizzazione: Pack più funzionalità in piccoli spazi
La tecnologia HDI trasforma i laminati Rogers in disegni ultracompatti, fondamentali per dispositivi indossabili, moduli 5G e sensori automobilistici.

a. Traccia/spazio fine: l'incisione a laser consente una traccia/spazio di 2,5 millimetri (0,063 millimetri) 3 volte più fine dei PCB Rogers standard (7,5 millimetri).
b.Microvie: le vie cieche/interrate (diametro 46 mm) perforate al laser eliminano le vie perforate, risparmiando il 50% dello spazio della scheda.
 c.Alto numero di strati: la laminazione sequenziale supporta 816 strati su una scheda da 1,6 mm, ideale per sistemi a più tensioni (3,3 V, 5 V, 12 V).

Esempio: un sensore di salute indossabile che utilizza i PCB Rogers HDI si adatta a un chip Bluetooth a 2,4 GHz, un accelerometro a 3 assi e un circuito di gestione della batteria in un'impronta di 30 mm × 30 mm.45 mm × 45 mm per un PCB Rogers standard.

Rogers HDI PCB vs tradizionali FR4 HDI PCB: confronto testa a testa
Il divario di prestazioni tra Rogers HDI e FR4 HDI è notevole, soprattutto alle alte frequenze.

Critical Takeaway: per i progetti >6GHz, l'HDI FR4 non è praticabile – la sua alta frequenza Df e la perdita di segnale lo rendono incapace di soddisfare gli standard 5G o radar.

Vantaggi dei PCB Rogers HDI con circuito LT
LT CIRCUIT®Le soluzioni di Rogers HDI vanno oltre le prestazioni delle materie prime, combinano produzione di precisione, supporto per la progettazione su misura e controllo di qualità rigoroso per fornire schede affidabili e ad alto rendimento.
1Ottimizzazione dell'integrità del segnale
Il team di ingegneri di LT CIRCUIT ottimizza ogni progetto di Rogers HDI per SI:

a.Controllo dell'impedenza: utilizza solvatori di campo 3D per mantenere l'impedenza di 50Ω (singola) e 100Ω (differenziale) con una tolleranza di ±5% ∼critica per l'onda mm di 28 GHz.
b.Layer Stackup Design: raccomanda sotto-stacche di segnale-terra-segnale (SGS) per ridurre il crosstalk del 40% nelle coppie differenziali.
c. Via Stub Minimization: utilizza vias ciechi (senza stub) e perforazione posteriore per fori, eliminando il riflesso del segnale a 28 GHz.

Risultato dei test: un circuito LT Rogers 4350B HDI PCB per 5G ha ottenuto una perdita di segnale di 0,7 dB/inch a 28 GHz, superando l'obiettivo del cliente di 0,9 dB/inch.

2- Competenza produttiva per HDI complessi
I laminati Rogers sono più difficili da elaborare rispetto ai circuiti FR4LT. Le attrezzature e i processi specializzati garantiscono la consistenza:

a.Perforazione laser: utilizza laser UV (355 nm) per 4 millimetri di microvias con una precisione di ±1 μm ◄ riducendo i vuoti al << 3%.
b.Laminamento sequenziale: costruisce 8 ′′16 strati in 2 ′′3 passaggi, garantendo un allineamento di strati di ±3 μm (rispetto a ±10 μm per i concorrenti).
 c. Rivestimento: si applica 20 μm di rame elettrolitico ai microvias, raggiungendo un tasso di riempimento del 95% – critico per la capacità di carico di corrente.

3. Personalizzazione per applicazioni target
LT CIRCUIT offre una personalizzazione end-to-end per soddisfare specifiche esigenze di alta frequenza:

a.Selezione del laminato: guida i clienti alla serie Rogers giusta (ad esempio, 4350B per 5G, 6010 per il radar automobilistico).
b. Finiture di superficie: ENIG (18 mesi di durata) per le stazioni base 5G, argento immersivo (economico) per i dispositivi di consumo.
 c. Prova: comprende la prova VNA (Vector Network Analyzer) per 28 GHz+ SI, i raggi X per la qualità via e il ciclo termico per l'affidabilità.

4Controllo della qualità e certificazione
L'assicurazione della qualità in più passaggi di LT CIRCUIT® garantisce che ogni PCB Rogers HDI soddisfi gli standard globali:

a.AOI in linea: rileva il 99% dei difetti superficiali (ad esempio tracce mancanti, ponti di saldatura) durante la produzione.
b.Verifica con sonda volante: verifica la continuità elettrica del 100% delle reti critiche per i progetti ad alta densità.
c.Certificazioni: ISO 9001, IATF 16949 (automotive) e UL 94 V-0 (retardanza delle fiamme) ◄ soddisfacendo i requisiti 5G, automobilistici e aerospaziali.

Applicazioni reali dei PCB Rogers HDI
I PCB Rogers HDI sono indispensabili per le industrie in cui le prestazioni ad alta frequenza e la miniaturizzazione non sono negoziabili.
1. 5G mmWave (28GHz/39GHz)
Necessità: bassa perdita di segnale, disegni compatti per piccole celle, smartphone e sensori IoT.
Soluzione Rogers: 8 strati di Rogers 4350B HDI con 2,5 millimetri di tracce e 4 millimetri di microvias.
Risultato: una piccola cella 5G che utilizzava i circuiti LT Rogers HDI PCB ha raggiunto tassi di dati di 4 Gbps e una copertura 20% più ampia rispetto a FR4 HDI.

2. Radar automobilistico (77 GHz)
Necessità: stabilità termica (da -40°C a 125°C), basso Df e piccolo fattore di forma per gli ADAS.
Soluzione Rogers: 12 strati di Rogers 6010 HDI con 2 oz di copper power planes.
Risultato: un modulo radar EV ha superato 1000 cicli termici senza degrado delle prestazioni, in conformità con gli standard ISO 26262 ASIL-B.

3Aerospaziale e Difesa (100 GHz)
Necessità: resistenza alle radiazioni, Df ultra-basso e alta affidabilità per la comunicazione satellitare e radar militare.
Soluzione Rogers: 16-layer Rogers 3003 HDI con finitura superficiale in oro (ENIG), tracce da 3 millimetri e microvias sepolti da 5 millimetri.
Risultato: un ricevitore satellitare che utilizzava il circuito LT di Rogers HDI PCB ha mantenuto un margine di integrità del segnale del 98% a 100 GHz sopravvivendo a 100kRad di radiazione ionizzante (conformità MIL-STD-883H).Il design si adatta anche a un telaio da 50 mm × 50 mm, 30% più piccolo rispetto al precedente PCB standard Rogers.

4. Imaging medico (60GHz)
Necessità: bassa EMI, biocompatibilità e trasferimento di dati ad alta velocità per dispositivi ad ultrasuoni e risonanza magnetica.
Soluzione Rogers: 8 strati di Rogers 4350B HDI con maschera di saldatura a poliammide (biocompatibile) e 4 millas cieche.
Risultato: una sonda ad ultrasuoni utilizzando questo PCB ha fornito una risoluzione di 0,1 mm (rispetto a 0,2 mm con FR4 HDI) e ha soddisfatto gli standard medici ISO 13485.

Analisi costi-benefici: perché i PCB HDI Rogers giustificano il premio
I PCB Rogers HDI costano 3 volte di più rispetto agli HDI FR4 ma i progettisti ad alta frequenza li scelgono costantemente.Per un progetto di cellule 5G di piccole dimensioni con una capacità di 10 mila unità all'anno, è riportata di seguito una ripartizione dei costi:

Per i progetti ad alto volume (100 mila unità/anno), i risparmi netti crescono a 200 mila dollari/anno.il premio di costo è irrilevante rispetto al rischio di insuccesso di FR4 HDI (e.g., una missione satellitare da un milione di dollari contro 50.000 dollari in PCB Rogers).

Considerazioni di progettazione comuni per i PCB Rogers HDI
Per massimizzare le prestazioni dei PCB Rogers HDI, seguire queste best practice “sviluppate dall'esperienza di LT CIRCUIT ” con oltre 1.000 progetti ad alta frequenza:
1Selezione del laminato: corrisponde alla frequenza e alla potenza
a.<6GHz (WiFi 6E, RFID): Rogers 4003C (basso costo, Dk=3,38) bilancia prestazioni e budget.
b.6 ¢28GHz (5G, piccole celle): Rogers 4350B (Dk=3.48, Df=0,0037) è lo standard del settore per mmWave.
c.28100GHz (radar, satelliti): Rogers 3003 (Dk=2.94, Df=0,0012) riduce al minimo la perdita di segnale a frequenze ultra elevate.
d. Alta potenza (EV BMS, PAs): Rogers 6010 (conduttività termica = 1,7 W/m·K) dissipa il calore meglio di altre serie.

2Controllo dell' impedenza: critico per i segnali ad alta velocità
a.Utilizzare solvatori di campo 3D (ad esempio, ANSYS SIwave) per calcolare le dimensioni delle tracce  Rogers  basso Dk significa che sono necessarie tracce più ampie per l'impedenza di 50Ω (ad esempio, larghezza 0,15 mm per 1 oz di rame su 4350B, rispetto a 0.12 mm su FR4).
b.Aggiungere un margine di progettazione del 10% per tenere conto delle tolleranze di incisione (± 0,02 mm). Il processo LT CIRCUIT® garantisce una tolleranza di impedenza del ± 5%, ma il margine impedisce le schede non specificate.
c.Evitare tracce di discontinuità (curve taglienti, puntini) ◄ utilizzare angoli o curve di 45° e mantenere puntini < 0,5 mm per segnali a 28 GHz.

3Gestione termica: prevenzione del degrado dei componenti
a.Posizionare le vie termiche (0,3 mm di diametro, riempite di rame) ogni 2 mm sotto i componenti ad alta potenza (ad esempio, 5G PA).
b.Utilizzare 2 oz di rame per i piani di potenza ̇ il rame più spesso diffonde il calore più velocemente e gestisce correnti più elevate (30A contro 15A per 1 oz).
c.Evitare i punti caldi termici ◄gruppa i componenti ad alta potenza (PA, regolatori di tensione) lontano da tracce sensibili ad alta velocità (sentimenti mmWave).

4. Riduzione dell' IME: Assicurare il rispetto degli standard
a.Utilizzare piani di terra solidi (≥ 90% di copertura) al posto dei piani di griglia; essi forniscono percorsi di ritorno a bassa impedenza e bloccano l'EMI.
b.Separazione delle sezioni analogiche e digitali con una barriera sul piano di terra riduce il crosstalk del 40% nei progetti a segnale misto (ad esempio, trasmettitori 5G con circuiti di controllo digitali).
c. Aggiungere contenitori di schermatura EMI su componenti ad alta frequenza (ad esempio chip mmWave a 28 GHz)  Il circuito LT offre l'integrazione di schermatura personalizzata per i PCB Rogers HDI.

LT CIRCUITS Rogers Processo di produzione di PCB HDI
Il processo in 8 fasi di LT CIRCUIT® garantisce una qualità e prestazioni costanti per i PCB HDI di Rogers®, fondamentali per le applicazioni ad alta frequenza:

1.Design Review & DFM Check: Gli ingegneri esaminano i file Gerber e eseguono controlli DFM (Design for Manufacturing) per identificare i problemi (ad esempio, larghezza di traccia <2,5 mil, via spaziatura <10 mil).
2Preparazione del materiale: i laminati Rogers (4350B, 6010, ecc.) vengono tagliati su misura e pre-essicati (80°C per 2 ore) per rimuovere l'umidità.
3Perforazione con laser: i laser UV perforano 4 ‰ 6 millimetri di microvias con una precisione di ± 1 μm senza perforazione meccanica (che provoca lo smorzamento della resina).
4.Sfregamento e rivestimento: le pareti delle microvie vengono pulite (soluzione di permanganato) e elettroplate con rame da 20 μm per garantire la conducibilità (tasso di riempimento del 95%).
5.Etching: l'etching laser crea tracce da 2,5-5 millimetri. L'AOI (Automated Optical Inspection) verifica la larghezza e la distanza tra le tracce.
6.Laminamento sequenziale: gli strati sono legati in 2 ′′ 3 sotto-piatti utilizzando la prepreg di Rogers (ad esempio, 4450F per 4350B) e la stampa a vuoto (180 °C, 400 psi).
7.Maschera di saldatura e finitura superficiale: viene applicata una maschera di saldatura LPI ad alta temperatura (Tg≥150°C), seguita da ENIG o argento immersivo (per specifiche del cliente).
8.Cerche e controllo qualità:
a.VNA Testing: misura la perdita di segnale e la crosstalk alle frequenze target (28GHz+).
b. ispezione a raggi X: verifica mediante allineamento di riempimento e strato.
c.Ciclismo termico: prova l'affidabilità (da -40°C a 125°C, 100 cicli) per i progetti automobilistici/aerospaziali.

Domande frequenti sui PCB HDI Special Rogers
D1: I PCB HDI di Rogers possono essere flessibili?
R: Sì, LT CIRCUIT offre PCB Rogers HDI flessibili che utilizzano laminati Rogers RO3003 o RO4350B abbinati a substrati poliamidici.e 100k+ cicli di piegatura ̇ideale per dispositivi indossabili o pieghevoli 5G.

Q2: Qual è la quantità minima di ordine (MOQ) per i PCB Rogers HDI?
A: LT CIRCUIT non ha un MOQ rigoroso. Sono disponibili prototipi (110 unità), con tempi di consegna di 5-7 giorni. Per la produzione in grandi volumi (1k+ unità), i tempi di consegna sono di 10-14 giorni e i costi per unità diminuiscono del 30%.

D3: Come convalidare l'integrità del segnale di un PCB Rogers HDI?
A: LT CIRCUIT offre test VNA (Vector Network Analyzer) fino a 40 GHz, TDR (Time Domain Reflectometer) per le misurazioni di impedenza e test BER per i progetti digitali.Forniamo anche test di conformità 3GPP Release 16.

D4: I PCB Rogers HDI sono conformi alle norme RoHS e REACH?
R: Sì, tutti i laminati Rogers utilizzati da LT CIRCUIT soddisfano le norme RoHS 2.0 (direttiva UE 2011/65/UE) e REACH (regolamento (CE) n. 1907/2006).

D5: LT CIRCUIT può progettare stack Rogers HDI personalizzati?
R: Assolutamente. Il nostro team di ingegneri lavora con i clienti per progettare stackup personalizzati (4-16 livelli) su misura per le esigenze di frequenza, potenza e spazio.Offriamo anche simulazioni 3D SI per prevedere le prestazioni prima della produzione.

Conclusioni
I specifici PCB Rogers HDI sono l'unica soluzione praticabile per l'elettronica ad alta frequenza, dalle onde mm 5G ai radar aerospaziali.e capacità di miniaturizzazione offrono prestazioni che l'HDI FR4 semplicemente non può eguagliareAnche se comportano un costo iniziale più elevato, i risparmi a lungo termine derivanti da una riduzione dei lavori di rielaborazione, da una maggiore affidabilità e da entrate legate alle prestazioni li rendono un investimento saggio.

Per gli ingegneri e i produttori, la collaborazione con un fornitore specializzato come LT CIRCUIT è fondamentale.L'ottimizzazione SI garantisce che ogni PCB soddisfi severi standard di alta frequenza con 99Sia che stiate progettando un sensore 5G a 28 GHz o un ricevitore satellitare a 100 GHz, le soluzioni HDI di LT CIRCUIT® di Rogers vi aiuteranno a sbloccare prestazioni massime.

Con l'espansione del 5G, l'adozione di radar per veicoli elettrici e il progresso della tecnologia aerospaziale, la domanda di PCB Rogers HDI aumenterà.non stai solo costruendo un prodotto migliore stai preparando il tuo progetto per le sfide di alta frequenza di domani.