CuClad 250 in Luft- und Raumfahrtqualität: Gekreuztes PTFE-Laminat mit NASA-Ausgasung und 0,0017 Df für Phased-Array-Radare

Produkt-Beschreibung

Was ist CuClad 250?
CuClad 250 ist ein gewebtes Glasfaser/PTFE-Verbundlaminat, hergestellt von Rogers Corporation. Es verfügt über einen Dielektrizitätskonstantenbereich von 2,40 bis 2,55 bei 10 GHz, einen Verlustfaktor von 0,0017 bei 10 GHz und eine einzigartige Kreuzlagenkonstruktion, bei der abwechselnde Glasfaserschichten im 90°-Winkel zueinander ausgerichtet sind. Dies sorgt für echte elektrische und mechanische Isotropie in der XY-Ebene – eine Eigenschaft, die bei anderen gewebten oder nicht gewebten PTFE-Laminaten unerreicht ist. Mit seinem höheren Glasfaser/PTFE-Verhältnis bietet CuClad 250 mechanische Eigenschaften, die denen herkömmlicher Substrate nahe kommen, und eignet sich daher ideal für Filter, Koppler, rauscharme Verstärker und Phased-Array-Antennen.

 

 

Wichtige Erkenntnisse (auf einen Blick)

 

Dk (10 GHz): 2,40 bis 2,55

 

Verlustfaktor: 0,0017 bei 10 GHz

 

CTE (X/Y/Z): 18 / 19 / 177 ppm/°C (0°C bis 100°C)

 

Wärmeleitfähigkeit: 0,25 W/(m·K)

 

Feuchtigkeitsaufnahme: 0,03 %

 

Schälfestigkeit: 14 lbs/in (nach thermischer Belastung)

 

Entflammbarkeit: UL 94 V-0-konform

 

NASA-Ausgasung: TML 0,01 %, CVCM 0,00 %, WVR 0,00 %

 

Hauptunterscheidungsmerkmal: Die kreuzweise gewebte Glasfaserkonstruktion sorgt für echte XY-Isotropie – entscheidend für Phased-Array-Antennenanwendungen

 

 

1. Warum CuClad 250 wählen? – Begründung der Materialauswahl

Für Ingenieure, die Hochfrequenzschaltungen entwerfen, beeinflusst die Materialauswahl nicht nur die elektrische Leistung, sondern auch die mechanische Stabilität und Herstellbarkeit. CuClad 250 erfüllt diese Anforderungen durch vier wesentliche Vorteile:

 

Echte XY-Isotropie – der kreuzlagige Vorteil: CuClad-Laminate sind kreuzlagig, was bedeutet, dass abwechselnde Schichten beschichteter Glasfaserlagen im 90°-Winkel zueinander ausgerichtet sind. Dies sorgt für echte elektrische und mechanische Isotropie in der XY-Ebene – eine einzigartige Eigenschaft von CuClad-Laminaten. Kein anderes glasfaserverstärktes PTFE-Laminat aus Gewebe oder Vliesstoff kann diesen Anspruch erfüllen. Entwickler haben festgestellt, dass dieser Grad an Isotropie bei einigen Phased-Array-Antennenanwendungen von entscheidender Bedeutung ist.

 

Überlegene Dimensionsstabilität: Mit einem höheren Glasfaser/PTFE-Verhältnis bietet CuClad 250 mechanische Eigenschaften, die denen herkömmlicher Substrate nahekommen. Eine bessere Dimensionsstabilität und eine geringere Wärmeausdehnung in alle Richtungen sind wesentliche Vorteile, insbesondere bei Designs, die eine genaue Passgenauigkeit und eine Verarbeitung feiner Merkmale erfordern.

 

Konsistente Dielektrizitätskonstante: Durch die präzise Steuerung des PTFE-zu-Glasfaser-Verhältnisses kann Rogers eine größere Vielfalt an Dielektrizitätskonstanten anbieten und ein Laminat mit einer besseren Gleichmäßigkeit der Dielektrizitätskonstanten als vergleichbare, mit Glasfasern verstärkte Laminate herstellen.

 

Zuverlässigkeit auf Luft- und Raumfahrtniveau: Mit NASA-Ausgasungswerten (TML 0,01 %, CVCM 0,00 %, WVR 0,00 %) und UL 94 V-0-Konformität erfüllt CuClad 250 die strengen Anforderungen für Raumfahrt- und Avionikanwendungen. Für kritische Leistungsanwendungen können CuClad-Produkte mit der Prüfklasse „LX“ spezifiziert werden, bei der jedes Blech einzeln geprüft wird und mit der Bestellung ein Prüfbericht ausgestellt wird.

 

 

2. Eigenschaften von CuClad 250 Laminat

Die folgende Tabelle fasst alle elektrischen, mechanischen, thermischen und physikalischen Spezifikationen für CuClad 250 zusammen, wie im offiziellen Datenblatt angegeben. Alle Werte stellen typische Messdaten dar und sollen bei der Materialauswahl helfen.

Eigentum	Testmethode	Zustand	CuClad 250
Dielektrizitätskonstante bei 10 GHz	IPC TM-650 2.5.5.5	C23/50	2,40 bis 2,55
Dielektrizitätskonstante bei 1 MHz	IPC TM-650 2.5.5.3	C23/50	2,40 bis 2,60
Verlustfaktor bei 10 GHz	IPC TM-650 2.5.5.5	C23/50	0,0017
Wärmekoeffizient von Er (ppm/°C)	IPC TM-650 2.5.5.5 Angepasst	-10°C bis +140°C	-153
Schälfestigkeit (lbs pro Zoll)	IPC TM-650 2.4.8	Nach thermischer Belastung	14
Volumenwiderstand (MΩ-cm)	IPC TM-650 2.5.17.1	C96/35/90	8,0 × 10⁹
Oberflächenwiderstand (MΩ)	IPC TM-650 2.5.17.1	C96/35/90	1,5 × 10⁸
Lichtbogenwiderstand (Sekunden)	ASTM D-495	D48/50	>180
Zugmodul (kpsi)	ASTM D-638	A, 23°C	725, 572
Zugfestigkeit (kpsi)	ASTM D-882	A, 23°C	26,0, 20,5
Druckmodul (kpsi)	ASTM D-695	A, 23°C	342
Biegemodul (kpsi)	ASTM D-790	A, 23°C	456
Dielektrischer Durchschlag (kV)	ASTM D-149	D48/50	>45
Spezifisches Gewicht (g/cm³)	ASTM D-792 Methode A	A, 23°C	2.31
Wasseraufnahme (%)	MIL-S-13949H 3.7.7 / IPC TM-650 2.6.2.2	E1/105 + D24/23	0,03
Wärmeausdehnungskoeffizient – ​​X-Achse (ppm/°C)	IPC TM-650 2.4.24 / Mettler 3000 TMA	0°C bis 100°C	18
Wärmeausdehnungskoeffizient – ​​Y-Achse (ppm/°C)	IPC TM-650 2.4.24 / Mettler 3000 TMA	0°C bis 100°C	19
Wärmeausdehnungskoeffizient – ​​Z-Achse (ppm/°C)	IPC TM-650 2.4.24 / Mettler 3000 TMA	0°C bis 100°C	177
Wärmeleitfähigkeit	ASTM E-1225	100°C	0,25
Ausgasung – Gesamtmassenverlust (TML) (%)	NASA SP-R-0022A	125°C, ≤10⁻⁶ Torr	0,01
Ausgasung – CVCM (%)	NASA SP-R-0022A	125°C, ≤10⁻⁶ Torr	0
Ausgasung – Wasserdampfrückgewinnung (WVR) (%)	NASA SP-R-0022A	125°C, ≤10⁻⁶ Torr	0
Ausgasung – sichtbares Kondensat (±)	NASA SP-R-0022A	125°C, ≤10⁻⁶ Torr	NEIN
Entflammbarkeit	UL 94 Vertical Burn / IPC TM-650 2.3.10	C48/23/50, E24/125	Erfüllt die Anforderungen von UL94-V0

 

 

 

3. Frequenzstabilität von CuClad 250

CuClad 250 weist eine hervorragende Stabilität der Dielektrizitätskonstante über die Frequenz auf, was durch Messungen im freien Raum und im kreisförmigen Resonatorhohlraum bestätigt wurde. Diese Eigenschaft zeigt die inhärente Robustheit von Rogers-Laminaten im gesamten EM-Spektrum und vereinfacht den endgültigen Designprozess bei der Arbeit mit verschiedenen Frequenzen. Die Stabilität der Dielektrizitätskonstante gewährleistet einen einfachen Designübergang und eine Skalierbarkeit des Designs – ein erheblicher Vorteil für Ingenieure, die Multiband- oder Breitbandsysteme entwickeln.

 

 

Verlustfaktor vs. Frequenz für CuClad 250:

Hinweis: Der Verlustfaktor bleibt über den gesamten Frequenzbereich außergewöhnlich niedrig und steigt bei höheren Frequenzen nur leicht an – was die Eignung von CuClad 250 für Breitband- und Millimeterwellenanwendungen bestätigt.

 

 

4. Materialverfügbarkeit

 

Kupferverkleidung:

Standard: 1/2 Unze, 1 Unze oder 2 Unze galvanisch abgeschiedenes Kupfer auf beiden Seiten

 

Optional: Weitere Kupfergewichte und gewalzte Kupferfolie erhältlich

 

Optionen mit Metallrückseite: Verbunden mit schweren Metallgrundplatten (Aluminium-, Messing- oder Kupferplatten) für integrierte Wärmeableitung und mechanische Unterstützung

 

 

Standardplattengrößen:

Master-Blattgröße: 36" × 36" in Kreuzlage-Konfiguration

 

Andere Größen auf Anfrage erhältlich

 

 

Bestellinformationen:
Bei Bestellung von CuClad 250 bitte angeben:

Dielektrizitätskonstante

Dicke

Verkleidung (Kupfergewicht und -typ)

Panelgröße

Alle besonderen Überlegungen (z. B. „LX“-Testnote)

 

 

 

5. PCB-Design-Fallstudie – Von der Spezifikation zur Realität

Um zu veranschaulichen, wie sich CuClad 250 in einem realen Design verhält, finden Sie hier ein Beispiel für eine zweischichtige Platine mit einer Enddicke von 0,4 mm.

 

 

PCB-Designspezifikationen

Parameter	Spezifikation
Grundmaterial	Rogers CuClad 250
Anzahl der Ebenen	2
Brettabmessungen	48,6 mm × 76,9 mm (±0,15 mm)
Dicke der fertigen Platte	0,4 mm
PCB-Stackup	Cu (35 μm) / CuClad 250 Core (0,254 mm / 10 mil) / Cu (35 μm)
Minimale Spur/Leerzeichen	4/6 Mil
Mindestlochgröße	0,3 mm
Blinde Vias	Keiner
Fertiges Kupfergewicht (äußere Schichten)	1 Unze (35 μm / 1,4 mil)
Durchkontaktierungsdicke	20 μm
Oberflächenbeschaffenheit	Immersionsgold (ENIG)
Oben Siebdruck	Weiß
Unten Siebdruck	Keiner
Obere Lötmaske	Blau
Untere Lötmaske	Keiner
Qualitätsstandard	IPC Klasse 2
Testen	100 % elektrischer Test
Grafikformat	Gerber RS-274-X
Verfügbarkeit	Weltweit

 

 

Technische Begründung für wichtige Spezifikationen:

Parameter	Begründung
CuClad 250-Auswahl	Ausgewählt aufgrund seiner einzigartigen Kreuzlagenkonstruktion, die echte XY-Isotropie, konsistente Dk (2,40–2,55) und niedrige Df (0,0017) bietet – entscheidend für phasenempfindliche Schaltkreise wie Filter und Koppler.
0,4 mm Enddicke	Erreicht mit 10mil (0,254 mm) CuClad 250-Kern; unterstützt kompakte Designs bei gleichzeitiger Beibehaltung der mechanischen Steifigkeit.
4/6 mil Spur/Leerzeichen	Fähigkeit zur Feinstrukturierung durch die Dimensionsstabilität von CuClad 250; unterstützt dichtes HF- und DC-Routing.
0,3 mm Mindestlochgröße	Mechanische Bohrfähigkeit; Es sind keine Laser- oder Blindvias erforderlich, was die Herstellung vereinfacht.
1 Unze Kupfergewicht	Gleicht die Strombelastbarkeit mit der Fähigkeit zum Ätzen feiner Strukturen aus.
20 μm Durchkontaktierung	Übertrifft das Minimum der IPC-Klasse 2; sorgt für eine robuste PTH-Zuverlässigkeit.
Immersionsgold (ENIG)	Bietet eine flache, oxidationsbeständige Oberfläche zum Löten und Drahtbonden.
Oben Siebdruck (Weiß)	Stellt Komponentenreferenzbezeichner für die Montage bereit; Weiß bietet einen guten Kontrast zur blauen Lötmaske.
Obere Lötmaske (blau)	Schützt Stromkreise auf der Oberseite; Blaue Farboption je nach Kundenwunsch.
Keine untere Lötmaske	Für mögliche Erdungs- oder Kühlkörperanwendungen frei lassen.
IPC Klasse 2	Gleicht Kosten und Zuverlässigkeit für kommerzielle Luft- und Raumfahrt- und Telekommunikationsanwendungen aus.
100 % elektrischer Test	Gewährleistet Impedanz, Kontinuität und Isolierung vor dem Versand.

 

 

Wichtige Herstellungshinweise für CuClad 250:

 

Bohren: Die gewebte Glasfaserkonstruktion des CuClad 250 erfordert scharfe Hartmetallbohrer mit optimierten Geschwindigkeiten und Rückzugsgeschwindigkeiten. Die kreuzweise geschichtete Konstruktion sorgt für ausgewogene mechanische Eigenschaften und trägt zu sauberen Lochwänden und reduzierter Gratbildung bei.

 

Oberflächenvorbereitung: Für ENIG oder andere Oberflächenbehandlungen gelten Standardtechniken zur Oberflächenvorbereitung von PTFE. Um die PTFE-Oberfläche zu aktivieren und eine starke Haftung der Beschichtung sicherzustellen, wird eine Plasmabehandlung (z. B. CF₄/O₂) empfohlen.

 

Dimensionsstabilität: Das höhere Glasfaser/PTFE-Verhältnis und die kreuzlagige Konstruktion bieten im Vergleich zu Vliesstoffalternativen eine überlegene Dimensionsstabilität, was zu einer engeren Registrierung und höheren Erträgen führt – besonders wertvoll für Designs mit Komponenten mit feinem Rasterabstand (16 SMT-Pads) und dichten Kontaktierungsfeldern.

 

 

6. Vergleichende Positionierung – Wie sich CuClad 250 auszeichnet

Aspect	CuClad 250 (gekreuztes Glasgewebe)	Vliesstoff-PTFE-Laminate	Standard-PTFE-Gewebe
XY-Isotropie	Echte Isotropie – Kreuzschichtkonstruktion	Beschränkt	Beschränkt
Dimensionsstabilität	Überlegen – höheres Glasverhältnis	Untere	Gut
Dk-Einheitlichkeit	Hervorragend – präzise PTFE/Glas-Steuerung	Weniger konsistent	Gut
Dielektrizitätskonstante	2,40–2,55	Variable	Variable
Verlustfaktor	0,0017 bei 10 GHz	Normalerweise höher	Vergleichbar
CTE-Match	Geringere Wärmeausdehnung in alle Richtungen	Höhere Z-Achsen-Ausdehnung	Mäßig
Einzigartige Funktion	Kreuzlagige Konstruktion (90°-Ausrichtung)	Keiner	Keiner

 

Hinweis: Die kreuzweise geschichtete Konstruktion von CuClad 250 sorgt für echte elektrische und mechanische Isotropie in der XY-Ebene – eine einzigartige Eigenschaft von CuClad-Laminaten. Kein anderes glasfaserverstärktes PTFE-basiertes Laminat aus Gewebe oder Vliesstoff erhebt diesen Anspruch.

 

7. Typische Anwendungen – Wo CuClad 250 glänzt

CuClad 250 ist aufgrund seiner Eigenschaften und des oben genannten Auslegungsfalles gut geeignet für:

 

Radare: Phased-Array-Antennen, Bodenradar und luftgestützte Radarsysteme

 

Elektronische Gegenmaßnahmen (ECM): EW-Systeme (elektronische Kriegsführung) und elektronische Unterstützungsmaßnahmen (ESM).

 

Mikrowellenkomponenten: Rauscharme Verstärker (LNAs), Filter, Koppler und Leistungsteiler

 

Satellitenkommunikation: Weltraum- und bodengestützte Kommunikationssysteme

 

Luft- und Raumfahrt & Avionik: Navigationssysteme, Höhenmesser und Kommunikationsausrüstung

 

Phased-Array-Antennen: Wo echte XY-Isotropie für eine konsistente Phasen- und Amplitudenantwort über alle Array-Elemente hinweg entscheidend ist

 

 

F1: Was ist das Besondere an der Konstruktion von CuClad 250?
CuClad 250 verfügt über eine kreuzlagige Konstruktion, bei der abwechselnde Schichten beschichteter Glasfaserlagen im 90°-Winkel zueinander ausgerichtet sind. Dies sorgt für echte elektrische und mechanische Isotropie in der XY-Ebene – eine Eigenschaft, die nur bei CuClad-Laminaten zu finden ist und für Phased-Array-Antennenanwendungen von entscheidender Bedeutung ist.

 

 

F2: Was ist der Bereich der Dielektrizitätskonstanten für CuClad 250?
Bei 10 GHz liegt der Dk zwischen 2,40 und 2,55. Bei 1 MHz beträgt der Bereich 2,40 bis 2,60. Die präzise Steuerung des PTFE-zu-Glasfaser-Verhältnisses gewährleistet eine hervorragende Dk-Gleichmäßigkeit.

 

 

F3: Ist CuClad 250 für Luft- und Raumfahrtanwendungen geeignet?
Ja. Mit NASA-Ausgasungswerten (TML 0,01 %, CVCM 0,00 %, WVR 0,00 %) und UL 94 V-0-Konformität erfüllt CuClad 250 die Anforderungen der Luft- und Raumfahrt. Für kritische Anwendungen steht die Prüfstufe „LX“ zur Verfügung, bei der jedes Blech einzeln geprüft wird und mit der Bestellung ein Prüfbericht ausgestellt wird.

 

 

F4: Wie verhält sich CuClad 250 bei allen Frequenzen?
CuClad 250 weist eine hervorragende Stabilität der Dielektrizitätskonstante über die Frequenz hinweg auf. Der Verlustfaktor bleibt außergewöhnlich niedrig und steigt nur geringfügig von ~0,0017 bei 10 GHz auf ~0,0023 bei 30 GHz, was seine Eignung für Breitband- und Millimeterwellenanwendungen bestätigt.

 

 

F5: Welche Kupfer- und Panel-Optionen sind verfügbar?
CuClad 250 wird auf beiden Seiten mit 1/2 Unze, 1 Unze oder 2 Unze galvanisch abgeschiedenem Kupfer geliefert. Weitere Kupfergewichte und gewalzte Kupferfolie sind erhältlich. Für die Wärmeableitung sind auch Optionen mit Metallrückseite (Aluminium, Messing oder Kupfer) erhältlich. Die Masterblattgröße beträgt 36" × 36" in Kreuzlagekonfiguration.

 

 

F6: Welche Oberflächenbeschaffenheiten sind mit CuClad 250 kompatibel?
Wie im obigen Designfall wird häufig Immersionsgold (ENIG) verwendet. Auch andere Veredelungen wie Immersionssilber, ENEPIG oder OSP sind mit einer ordnungsgemäßen Oberflächenvorbereitung (Plasmabehandlung) vor der Veredelung kompatibel.

 

 

F7: Sind alle Werte in der Eigenschaftstabelle garantiert?
Bei den bereitgestellten Daten handelt es sich um typische Messwerte, die als Hilfe bei der Materialauswahl dienen sollen. Sie stellen keine Spezifikationsbeschränkungen oder Garantien dar. Die Eigenschaften von Rogers-Laminaten können je nach Design und Anwendung variieren.

 

 

F8: Was ist die Testnote „LX“?
„LX“ ist eine Prüfqualitätsbezeichnung für kritische Leistungsanwendungen. Sofern angegeben, wird jedes Blatt einzeln geprüft und mit der Bestellung wird ein Prüfbericht ausgestellt. Mit „LX“ gekennzeichnete Produkte sind teurer, da ein Teil jedes Blechs für zerstörende Tests verwendet wird.

 

 

Abschluss

CuClad 250 von Rogers Corporation stellt eine einzigartige und überzeugende Lösung für Ingenieure dar, die Hochfrequenzschaltungen entwerfen, die echte XY-Isotropie, konsistente dielektrische Eigenschaften und ausgezeichnete Dimensionsstabilität erfordern. Wie das zweischichtige PCB-Designgehäuse zeigt – mit einer Dicke von 0,4 mm, 4/6 mil Leiterbahn/Abstand und Immersionsgold-Finish – lässt sich CuClad 250 problemlos in Standard-Fertigungsabläufe integrieren und liefert gleichzeitig die elektrische Leistung, die für Radargeräte, Mikrowellenkomponenten und Phased-Array-Antennen erforderlich ist. Mit seiner kreuzlagigen Konstruktion bietet CuClad 250 eine Eigenschaft, die kein anderes gewebtes oder nicht gewebtes PTFE-Laminat bietet: echte elektrische und mechanische Isotropie in der XY-Ebene. Für Ingenieure, die ein zuverlässiges Hochleistungsmaterial für phasenempfindliche Schaltkreise und Luft- und Raumfahrtanwendungen suchen, ist CuClad 250 eine praxiserprobte und vertrauenswürdige Wahl.