Rogers RO3010 DK 10.2 Hochfrequenz-Laminat und Mixed-Material 4-Lagen 1,27mm + 0,076mm + 1,27mm PCB für RF-Mikrowellen

Produkt-Beschreibung

Wenn ein Design sowohl eine hohe Dielektrizitätskonstante für die Schaltkreisminiaturisierung als auch die mechanische Stabilität einer dicken Mehrschichtkonstruktion erfordert, geht die Herausforderung über die Materialauswahl hinaus – es geht um die Frage, wie Materialien mit unterschiedlichen thermischen und mechanischen Eigenschaften zu einer zuverlässigen fertigen Platine kombiniert werden können. DerRO3010-Laminatvon Rogers Corporation befasst sich mit der elektrischen Seite dieser Gleichung, während sorgfältiges Stapeldesign und Laminierungsprozesssteuerung die mechanische Seite berücksichtigen.

RO3010 ist ein mit Keramik gefüllter PTFE-Verbundwerkstoff, der Folgendes bietet:Dielektrizitätskonstante von 10,2± 0,30 bei 10 GHz mit einem Verlustfaktor von 0,0022, was eine erhebliche Größenreduzierung in HF- und Mikrowellenschaltungen ermöglicht. Das Material weist eine außergewöhnliche Dimensionsstabilität auf, mit einem CTE von 13 ppm/°C in X, 11 ppm/°C in Y und 16 ppm/°C in Z – eng abgestimmt auf Kupfer für zuverlässige plattierte Durchgangslöcher auch in rauen thermischen Umgebungen. RO3010 ist in Standardstärken von 0,005″ (0,13 mm) bis 0,050″ (1,28 mm) erhältlich und kann mit Standard-PTFE-Leiterplattenverarbeitungstechniken hergestellt werden.

Anwendungen

1. Automotive Radar – 77-GHz-Systeme zur Kollisionsvermeidung und zum autonomen Fahren
2. Leistungsverstärker für Mobilfunk-Basisstationen – High-Dk für kompakte Leistungskombinationsnetzwerke
3. GPS- und Patch-Antennen – Reduzierte Elementgröße durch hohe Dielektrizitätskonstante
4. Satellitenkommunikation – Zuverlässige Leistung in anspruchsvollen Umgebungen
5. Power-Backplanes – Stabile elektrische Leistung über alle Temperaturbereiche hinweg

Kundenspezifische Leiterplattenfertigung auf RO3010

Als spezialisierter Hersteller von Hochfrequenz-Leiterplatten bieten wir umfassende Fertigungsdienstleistungen unter Verwendung von Rogers RO3010 und anderen fortschrittlichen Materialien an. Die folgende Spezifikation beschreibt eine repräsentative 4-Schicht-Mischmaterial-Implementierung:

Details zur Leiterplattenkonstruktion:

Stapelkonfiguration:

Design-Grundlagen für die Stapelung gemischter Materialien

Symmetrischer Aufbau zur Verzugsminderung:
Der1,27 mm + 0,076 mm + 1,27 mmDer Schichtaufbau ist von Natur aus symmetrisch, was beim Verkleben von Materialien mit unterschiedlichen WAK-Werten von entscheidender Bedeutung ist. Ein asymmetrischer Aufbau würde während der Laminierung und den anschließenden Temperaturwechseln zu einer unausgeglichenen thermischen Belastung führen, was zu einem Verzug führen würde. Durch die symmetrische Konstruktion werden identische RO3010-Kerne auf beiden Seiten der FR-4-Prepreg-Verbindungsschicht platziert, wodurch die mechanischen Kräfte über die Dicke der Platine ausgeglichen werden.

CTE-Matching-Analyse:
RO3010 hat einen CTE von 13/11/16 ppm/°C (X/Y/Z), während typisches FR-4-Prepreg einen CTE im Bereich von 50–70 ppm/°C unter Tg und deutlich höher über Tg aufweist. Die dünne 0,076 mm dicke Prepreg-Schicht zwischen zwei dicken RO3010-Kernen minimiert den Einfluss dieser CTE-Fehlanpassung. Der Gesamt-WAK der Verbundstruktur wird von den beiden 1,27 mm dicken RO3010-Schichten dominiert, die eng an Kupfer angepasst sind. Dieses Design stellt sicher, dass die Gesamtausdehnung der Platine mit den verkupferten Durchgangslöchern kompatibel bleibt, wodurch die Belastung der Trommelbeschichtung während der Temperaturwechselbelastung verringert wird.

1080 Prepreg-Auswahl und Harzflusskontrolle:
Das 1080-Glas-Prepreg wurde für diese Anwendung aufgrund seines hohen Harzgehalts (typischerweise 45–55 %) und seiner hervorragenden Fließeigenschaften ausgewählt. Mit einer Nenndicke von 0,076 mm bietet der 1080 ausreichend Harz, um die Lücken zwischen den Kupfermerkmalen der Innenschicht zu füllen und gleichzeitig die angestrebte Dicke der Verbindungslinie beizubehalten. Die hohe Harzfließfähigkeit von 1080 ist entscheidend für das Füllen der 1,27 mm starken RO3010-Kernoberflächentopographie, die Kupferstrukturen auf den Innenschichten enthalten kann.

Laminierungsrisikofaktoren und -minderung:

Harzfluss und -füllung: Das 1080-Prepreg muss ausreichend fließen, um Kupferlücken zu füllen, ohne dass ein übermäßiger Fluss auftritt, der die Verbindungslinie zerstören würde. Unzureichender Durchfluss führt zu Hohlräumen und Delaminierung; Übermäßiger Durchfluss führt zu Harzmangel in Bereichen und möglichen Stromausfällen. Die Prozessparameter sollten auf einen kontrollierten Durchflussbereich abzielen, typischerweise auf einen Laminierungsdruck von 15–25 psi mit einer kontrollierten Anstiegsrate, damit das Harz Lücken vor dem Gelieren füllen kann.

Zwischenschichthaftung: Um eine zuverlässige Haftung zwischen der PTFE-basierten RO3010-Oberfläche und dem Epoxidharz-basierten FR-4-Prepreg zu erreichen, ist eine ordnungsgemäße Oberflächenvorbereitung erforderlich. RO3010-Oberflächen sollten vor dem Verkleben chemisch vorbereitet werden (Natrium- oder Plasmabehandlung), um die Haftung zu verbessern. Das Harzsystem des Prepregs muss mit der PTFE-Oberflächenchemie kompatibel sein.

Dimensionsstabilität: Die RO3010-Kerne und das FR-4-Prepreg weisen ein unterschiedliches Wärmeausdehnungsverhalten auf. Während des Abkühlzyklus der Laminierung entwickeln sich Eigenspannungen an der Verbindungsschnittstelle. Es wird empfohlen, unter Druck abzukühlen, um die Dimensionskontrolle aufrechtzuerhalten und eine Delaminierung zu verhindern. Der symmetrische Aufbau mildert dies zusätzlich, indem er die Spannungen auf beiden Seiten des Prepregs ausgleicht.

Dickenkontrolle: Um die Enddicke von 2,8 mm zu erreichen, ist eine präzise Kontrolle der Dicke der Prepreg-Verbindungslinie nach der Laminierung erforderlich. Das 1080-Prepreg mit einer Nenndicke von 0,076 mm wird beim Laminieren komprimiert. Die endgültige Dicke hängt vom Harzfluss, der Kupferdicke und dem Laminierdruck ab. Um die richtigen Pressparameter für die angestrebte Enddicke zu ermitteln, wird eine Prozessvalidierung mit Testplatten empfohlen.

Materialvorteile

Hohe Dielektrizitätskonstante für kompakte Designs:
Mit einem Dk von 10,2 ermöglicht RO3010 eine deutliche Größenreduzierung in HF- und Mikrowellenschaltungen. Dies macht es zu einer ausgezeichneten Wahl für Patch-Antennen, Filter und andere Komponenten, bei denen der Platzbedarf knapp ist.

Ausgezeichnete Dimensionsstabilität:
Der auf Kupfer abgestimmte X/Y-WAK von 13/11 ppm/°C sorgt für außergewöhnliche Dimensionsstabilität und ermöglicht enge Registrierungstoleranzen und zuverlässige plattierte Durchgangslöcher selbst in dicken Mehrschichtkonstruktionen.

Niedriger Wärmekoeffizient von Dk:
Trotz seines hohen Dk behält RO3010 einen thermischen Dk-Koeffizienten von -395 ppm/°C bei und gewährleistet so eine vorhersehbare Leistung über alle Temperaturbereiche hinweg. Dies ist wichtig für Anwendungen, bei denen die Phasenstabilität über der Temperatur von entscheidender Bedeutung ist.

Hohe Wärmeleitfähigkeit:
Mit 0,95 W/m·K bietet RO3010 im Vergleich zu Standard-PTFE-Laminaten eine überlegene Wärmeableitung und unterstützt so Hochleistungs-HF-Anwendungen.

Kompatibilität mit gemischten Materialien:
RO3010 kann mit FR-4-Prepreg kombiniert werden, um kostengünstige Hybridaufbauten zu erstellen, wobei die Hochfrequenzleistung von RO3010 für kritische Schichten genutzt wird, während FR-4 für die Bindung und mechanische Unterstützung verwendet wird.

Qualität und Verfügbarkeit

Alle Platinen werden in Übereinstimmung mit den Qualitätsstandards der IPC-Klasse 2 hergestellt und gewährleisten so eine robuste Zuverlässigkeit für kommerzielle, industrielle und Automobilanwendungen. Vor dem Versand wird eine 100-prozentige elektrische Prüfung durchgeführt, um die Funktionsintegrität zu gewährleisten.

Unsere Produktionskapazitäten reichen bis zur weltweiten Verfügbarkeit mit flexibler Versand- und Logistikunterstützung sowohl für Prototypen- als auch für Volumenanforderungen. Wir bieten eine schnelle Abwicklung und wettbewerbsfähige Preise bei gleichzeitiger strenger Prozesskontrolle.

Für Anfragen zu kundenspezifischen Stapeln und kombinierten Konfigurationen mit gemischten MaterialienRO3010 mit FR-4-PrepregWenn Sie Fragen zu Funktionen mit kontrollierter Tiefe, alternativen Oberflächenveredelungen oder anderen Anforderungen haben, wenden Sie sich bitte an unser Vertriebsteam – wir sind bereit, Sie bei Ihren Anforderungen an Hochfrequenz-Leiterplatten zu unterstützen.