Rogers RO3010 DK 10.2 Laminat à haute fréquence et matériau mixte 4-couche 1.27mm + 0.076mm + 1.27mm PCB pour micro-ondes RF

Description de produit

Lorsqu'une conception nécessite à la fois une constante diélectrique élevée pour la miniaturisation du circuit et la stabilité mécanique d'une construction multicouche épaisse, le défi s'étend au-delà de la sélection des matériaux : il s'agit alors de savoir comment combiner des matériaux présentant des caractéristiques thermiques et mécaniques différentes pour obtenir une carte finie fiable. LeStratifié RO3010de Rogers Corporation aborde l'aspect électrique de cette équation, tandis que la conception minutieuse de l'empilement et le contrôle du processus de laminage abordent l'aspect mécanique.

RO3010 est un composite PTFE chargé de céramique qui offre uneconstante diélectrique de 10,2± 0,30 à 10 GHz avec un facteur de dissipation de 0,0022, permettant une réduction significative de la taille des circuits RF et micro-ondes. Le matériau présente une stabilité dimensionnelle exceptionnelle, avec un CTE de 13 ppm/°C en X, 11 ppm/°C en Y et 16 ppm/°C en Z, étroitement adapté au cuivre pour des trous traversants plaqués fiables, même dans des environnements thermiques sévères. Le RO3010 est disponible dans des épaisseurs standard de 0,005″ (0,13 mm) à 0,050″ (1,28 mm) et peut être fabriqué à l'aide de techniques standard de traitement des circuits imprimés PTFE.

Applications

1. Radar automobile – Systèmes 77 GHz pour l’évitement des collisions et la conduite autonome
2. Amplificateurs de puissance de station de base cellulaire – High-Dk pour des réseaux compacts de combinaison de puissance
3. Antennes GPS et patch – Taille d'élément réduite grâce à une constante diélectrique élevée
4. Communications par satellite – Performances fiables dans des environnements exigeants
5. Fonds de panier d'alimentation – Performances électriques stables quelle que soit la température

Fabrication de PCB personnalisés sur RO3010

En tant que fabricant spécialisé de cartes de circuits imprimés haute fréquence, nous proposons des services de fabrication complets utilisant Rogers RO3010 et d'autres matériaux avancés. La spécification suivante détaille une implémentation représentative de matériaux mixtes à 4 couches :

Détails de construction du PCB :

Configuration d'empilement :

Éléments essentiels de conception pour l’empilement de matériaux mixtes

Empilement symétrique pour l'atténuation du gauchissement :
Le1,27 mm + 0,076 mm + 1,27 mml'empilement est intrinsèquement symétrique, ce qui est essentiel lors du collage de matériaux ayant des valeurs CTE différentes. Un empilement asymétrique créerait une contrainte thermique déséquilibrée lors du laminage et du cycle thermique ultérieur, conduisant à un gauchissement. La construction symétrique place des noyaux RO3010 identiques de chaque côté de la couche de liaison préimprégnée FR-4, équilibrant les forces mécaniques dans l'épaisseur du panneau.

Analyse de correspondance CTE :
Le RO3010 a un CTE de 13/11/16 ppm/°C (X/Y/Z), tandis que le préimprégné FR-4 typique a un CTE compris entre 50 et 70 ppm/°C en dessous de la Tg et nettement supérieur au-dessus de la Tg. La fine couche de préimprégné de 0,076 mm entre deux noyaux RO3010 épais minimise l'influence de cette inadéquation CTE. Le CTE total de la structure composite est dominé par les deux couches RO3010 de 1,27 mm, étroitement adaptées au cuivre. Cette conception garantit que l'expansion globale de la carte reste compatible avec les trous traversants plaqués cuivre, réduisant ainsi les contraintes sur le placage en barillet pendant le cycle thermique.

Sélection du préimprégné 1080 et contrôle du flux de résine :
Le préimprégné de style verre 1080 a été sélectionné pour cette application en raison de sa teneur élevée en résine (généralement 45 à 55 %) et de ses excellentes caractéristiques d'écoulement. Avec une épaisseur nominale de 0,076 mm, le 1080 fournit suffisamment de résine pour combler les espaces entre les éléments de cuivre de la couche interne tout en conservant l'épaisseur cible de la ligne de liaison. La capacité d'écoulement élevée de la résine de 1 080 est essentielle pour remplir la topographie de la surface du noyau RO3010 de 1,27 mm, qui peut inclure des éléments en cuivre sur les couches internes.

Facteurs de risque de stratification et mesures d’atténuation :

Écoulement et remplissage de la résine : Le préimprégné 1080 doit s'écouler suffisamment pour combler les lacunes en cuivre sans écoulement excessif qui affamerait la ligne de liaison. Un débit insuffisant entraîne des vides et un délaminage ; un débit excessif provoque des zones affamées de résine et des pannes électriques potentielles. Les paramètres du processus doivent cibler une plage de débit contrôlée, généralement une pression de stratification de 15 à 25 psi avec une vitesse de rampe contrôlée pour permettre à la résine de combler les espaces avant la gélification.

Adhérence intercouche : obtenir une adhérence fiable entre la surface RO3010 à base de PTFE et le préimprégné FR-4 à base d'époxy nécessite une préparation de surface appropriée. Les surfaces RO3010 doivent être préparées chimiquement (traitement au sodium ou au plasma) avant le collage pour favoriser l'adhésion. Le système de résine du préimprégné doit être compatible avec la chimie de la surface PTFE.

Stabilité dimensionnelle : Les noyaux RO3010 et le préimprégné FR-4 ont des comportements de dilatation thermique différents. Pendant le cycle de refroidissement du laminage, des contraintes résiduelles se développent à l'interface de liaison. Un refroidissement sous pression est recommandé pour maintenir le contrôle dimensionnel et éviter le délaminage. L'empilement symétrique atténue encore davantage ce problème en équilibrant les contraintes des deux côtés du préimprégné.

Contrôle de l'épaisseur : pour atteindre l'épaisseur finie de 2,8 mm, il faut un contrôle précis de l'épaisseur de la ligne de liaison du préimprégné après laminage. Le préimprégné 1080, d'une épaisseur nominale de 0,076 mm, se comprimera lors du laminage. L'épaisseur finale dépend du débit de résine, de l'épaisseur du cuivre et de la pression de stratification. La validation du processus avec des panneaux de test est recommandée pour établir les paramètres de presse corrects pour l'épaisseur finie cible.

Avantages matériels

Constante diélectrique élevée pour les conceptions compactes :
Avec un Dk de 10,2, le RO3010 permet une réduction significative de la taille des circuits RF et micro-ondes. Cela en fait un excellent choix pour les antennes patch, les filtres et autres composants où l'encombrement est limité.

Excellente stabilité dimensionnelle :
Le CTE X/Y adapté au cuivre de 13/11 ppm/°C offre une stabilité dimensionnelle exceptionnelle, permettant des tolérances d'enregistrement serrées et des trous traversants plaqués fiables, même dans les constructions multicouches épaisses.

Faible coefficient thermique de Dk :
Malgré son Dk élevé, le RO3010 maintient un coefficient thermique de Dk de -395 ppm/°C, garantissant des performances prévisibles quelle que soit la température. Ceci est important pour les applications où la stabilité de phase en fonction de la température est critique.

Conductivité thermique élevée :
À 0,95 W/m·K, le RO3010 offre une dissipation thermique supérieure par rapport aux stratifiés PTFE standard, prenant en charge les applications RF haute puissance.

Compatibilité avec des matériaux mixtes :
Le RO3010 peut être combiné avec le préimprégné FR-4 pour créer des empilements hybrides rentables, tirant parti des performances haute fréquence du RO3010 pour les couches critiques tout en utilisant le FR-4 pour la liaison et le support mécanique.

Qualité et disponibilité

Toutes les cartes sont fabriquées conformément aux normes de qualité IPC-Class-2, garantissant une fiabilité robuste pour les applications commerciales, industrielles et automobiles. Des tests électriques à 100 % sont effectués avant expédition pour garantir l’intégrité fonctionnelle.

Notre capacité de production s'étend à une disponibilité mondiale, avec un support logistique et d'expédition flexible pour les exigences en matière de prototypes et de volumes. Nous offrons des délais d'exécution rapides et des prix compétitifs tout en maintenant un contrôle strict des processus.

Pour toute demande de renseignements sur les stack-ups personnalisés, les configurations mixtes combinantRO3010 avec préimprégné FR-4, des caractéristiques de profondeur contrôlée, des finitions de surface alternatives ou d'autres exigences, veuillez contacter notre équipe d'ingénierie commerciale. Nous sommes prêts à répondre à vos exigences en matière de circuits imprimés haute fréquence.