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您好,欢迎来到bst2255全球奢华游戏官网!发布日期:2025-12-04 15:26:48 | 关注:58
罗杰斯(Rogers)公司的射频/微波PCB板材因其优异的性能(如稳定的介电常数、低损耗、高热可靠性)在高频高速电路领域占据重要地位。其选型和国产替代是当前电子行业,特别是在通信(5G/6G)、航空航天、汽车雷达等领域的一个热点和难点问题。
以下将从选型要点和国产替代方案两个方面进行详细阐述。
第一部分:罗杰斯(Rogers)板材选型要点
选择罗杰斯板材时,主要需考虑以下关键参数和应用场景:
1. 核心材料参数:
介电常数(Dk): 决定信号传播速度和阻抗控制。高频下需要稳定性(随频率、温度变化小)。罗杰斯板材(如RO4000系列)通常使用陶瓷填料实现高稳定性。
损耗因子(Df): 衡量材料对信号能量的损耗。值越小,插入损耗越低,对高频高速信号越有利。例如,RO3003的Df为0.0013 @10GHz,是非常出色的低损耗材料。
热膨胀系数(CTE):特别是Z轴(厚度方向)的CTE,需要与铜箔(~17 ppm/°C)匹配,以保证在热应力下(如回流焊)金属化孔的可靠性。
玻璃化转变温度(Tg)和分解温度(Td):高温下的机械和化学稳定性。无卤层压板(如RO4000系列)通常没有明确的Tg,但热稳定性极佳。
导热系数:对高功率应用至关重要,有助于散热。
2. 主要系列及应用场景:
RO4000系列(RO4350B, RO4835等):
特性: 碳氢化合物陶瓷填充,热固性材料,可用标准FR-4工艺加工,成本相对较低,性价比高。
应用: 基站天线、功率放大器、汽车雷达(24/77GHz)、Sub-6GHz 5G设备。
RO3000系列(RO3003, RO3006, RO3035等):
特性: 陶瓷填充PTFE(聚四氟乙烯),热塑性材料,需要特殊的钻孔和孔金属化工艺,Dk稳定性极佳,损耗极低。
应用: 毫米波天线(如28/39/60GHz)、卫星通信、雷达导引头、高频滤波器。
RT/duroid系列(5880, 6002等):
特性:纯PTFE或微纤维玻璃增强PTFE,加工难度高(需特殊处理),电性能最优,各向同性。
应用:高端航天、军工、测试设备、要求极高的相控阵雷达。
TMM系列:
特性:热固性陶瓷材料,Dk值范围宽(3.5-12),温度稳定性好。
应用:需要高Dk的小型化电路、耦合器、功分器。
3. 选型流程建议:
1. 确定工作频率和带宽:频率越高,对Dk稳定性和Df的要求越苛刻。
2. 明确损耗预算:根据链路预算,确定可接受的插入损耗,从而选择Df合适的材料。
3. 考虑结构设计:是否需要混合多层板(高频层+FR-4底层)?这关系到材料兼容性和加工工艺。
4. 评估环境与可靠性要求:工作温度范围?是否需要耐高温无铅工艺?机械强度要求?
5. 权衡成本与加工性:RO4000系列加工简单成本低;RO3000/RT系列性能好但加工难、成本高。
第二部分:国产替代方案
近年来,在中美贸易摩擦和供应链安全的驱动下,国内多家企业在高频PCB基材领域取得了长足进步,部分产品已能实现对罗杰斯中端系列的替代。
1. 国内主要厂商及产品线:
生益科技:
*SI系列(如SI680V, SI600G):对标RO4350B/RO4835。碳氢化合物陶瓷体系,可用FR-4工艺,是目前替代最成熟、应用最广的产品。已大量用于5G基站天线。
*SGT系列:低损耗PTFE材料,对标RO3003系列,正在客户端验证和推广。
华正新材:
*H5系列:碳氢化合物陶瓷材料,对标RO4000系列,性能接近,加工性好。
中英科技:
*ZYF系列:专注高频覆铜板,产品覆盖碳氢化合物和PTFE体系,在卫星通信、雷达领域有应用。
泰州旺灵(被飞荣达收购):
*F系列:以聚四氟乙烯基材为主,产品线较全,在军工领域有较深积累。
其他厂商:如达诺尔(PTFE基材)、国能新材料等也在积极布局。
2. 替代的挑战与注意事项:
*性能一致性:罗杰斯在材料均匀性、批次稳定性、参数模型(如宽带Dk/Df曲线)方面有数十年的积累,国产材料仍需时间验证和优化。
*高端产品差距: 在毫米波频段(如E波段、W波段)的超低损耗、超高稳定性材料(如RT/duroid 5880)方面,国产材料与罗杰斯顶级产品仍有明显差距,替代难度大。
*工艺适配性:即使宣称“兼容FR-4工艺”,在层压参数、钻孔质量、孔壁粗糙度控制上仍需与PCB板厂深度磨合。
*设计支持与模型:罗杰斯提供详细的仿真模型(如ADS/UWB模型),国产厂商在此方面的技术支持正在加强,但尚不完善。
3. 替代策略建议:
分层替代:
* 优先替代: 在Sub-6GHz的消费电子、基站天线、汽车雷达(24GHz)等领域,优先考虑生益SI系列等产品,性价比高,供应链安全。
* 谨慎替代/联合开发:对于毫米波(>30GHz)、航空航天、高性能雷达等关键应用,建议采取“设计-材料-板厂”三方协同的模式,进行严格的样品测试(电性能、可靠性、一致性),并准备好第二供应商(罗杰斯)方案。
* 暂难替代:对电性能和可靠性要求极端苛刻的领域,暂时仍需依赖罗杰斯高端系列。
行动步骤:
1. 明确需求:梳理产品的关键性能指标(频率、损耗、工作环境)。
2. 样品测试:向国产厂商索取样品和详细技术资料,制作测试板,进行全面的性能对比测试S参数、温漂、PIM、可靠性试验)。
3. 工艺验证:与有经验的PCB板厂合作,验证加工工艺的可行性和良率。
4. 小批量试用:通过小批量试产,验证供应链的稳定性和长期可靠性。
5. 建立模型:与厂商合作,获取或建立准确的电磁仿真模型,确保设计可预测性。