深さ制御ルーティング付き4層RO3003ハイブリッドPCB

このケーススタディは,4層のハイブリッドPCB組み合わせるロジャース RO3003高周波ラミネートTg170 FR-4 についてこの設計は,高周波性能が重要な場合にのみ高級材料を使用した RF回路製造の戦略的アプローチを示しています.構造や低周波機能のために費用対効果の高い FR-4 を活用しながら.

これは10ml ロジャース RO3003を使用する4層ハイブリッドPCB高周波信号層と支柱層のTg170 FR-4で,127mm x 97mmの厚さで0.694mmのラミネート厚さ.L2からL4までの深さ制御ルート (非塗装)ENIGの表面仕上げと白いシルクスクリーンで緑色の溶接マスク.5つのデザインが生産されました.

主要 な 教訓

1. ハイブリッド・コンストラクション: RO3003 + Tg170 FR-4 高周波性能とコスト効率を組み合わせます
2. 材料戦略:RO3003はRF信号を処理し,FR-4は構造的サポートと低周波ルーティングを提供します.
3. 特殊プロセス:深度制御路由 (L2L4) は,完全に浸透することなく正確な穴や特徴を作成します
4. 仕様: 10ml RO3003, 1oz 層毎の銅, ENIG 仕上げ, 0.694mm 厚さのラミネート
5. 生産: 5つのデザイン,それぞれ1本, 127mm x 97mmの寸法

なぜハイブリッドRO3003 + FR-4?

ハイブリッドアプローチは RF PCB 設計におけるコスト・パフォーマンスの基本的トレードオフに取り組んでいます.

RO3003:高周波専門医

RO3003は,高周波およびマイクロ波アプリケーションのために設計されたセラミックで満たされたPTFEラミネートである.その主要な特性は以下のとおりである.

1. ダイレクトリ常数 (Dk): 10 GHz で 3.00 ± 0.04 温度と周波数における例外的な安定性
2. 分散因数 (Df): 10 GHz で 0.0010 非常低信号損失
3. CTE: 17 ppm/°C (X), 16 ppm/°C (Y), 25 ppm/°C (Z) 信頼性の高い塗装された透孔のために銅にマッチ
4. Dk の熱係数: -3 ppm/°C 温度上の最小ダイレクト常数漂移

RO3003は,標準PTFEガラス材料で室温近くで発生するDkのステップ変化をなくし,自動車レーダー (77 GHz),ADAS,および5G mmWaveインフラストラクチャに最適化しています.

Tg170 FR-4: 費用対効果の高い作業馬

1. 170°Cのガラス移行温度 (Tg) のFR-4は,次のことを提供する.
2. 総スタックアップの信頼性の高い機械的サポート
3. 電力,地上,低周波信号のコスト効率の良いルーティング
4. 優れた寸法安定性と透孔信頼性
5. 標準PCB加工と互換性

ハイブリッド の 利点

RO3003 を高周波信号層にFR-4 をサポート層にのみ使用することで,設計者は以下を実現する.

1. 性能:RF信号は低損失のRO3003を通過する
2. 費用 削減: 高周波 の 高価 な 材料 が 少なく なり ます
3. 機械的整合性: FR-4 は構造的硬さ を 提供 し ます

このアプローチは,自動車レーダーモジュール,5Gベースステーションアンテナ,衛星通信端末で一般的です.

深度制御ルーティング (L2L4)

このボードは,層2から層4までの深度制御ルーティングを備えています これは非塗装プロセスです

深度制御ルーティングとは?

板全体に浸透する標準の穴穴掘削とは異なり,深度制御ルーティングは,スタックアップ内の正確にプログラムされた深さに材料を除去します.この技術は以下に使用されます:

1. コンポーネントを埋め込むための空洞を作成
2. 内部の銅層を接地または熱接触のために露出させる
3. 異なるダイレクトリック介質間の制御インペダンス移行形式
4. 高速バイアスの不要なストップ効果を削除

デザイン に 関する 主要 な 考え方

深度制御のルーティングの成功には,以下に注意を払う必要があります.

スタックアップ計画安定したプレプレグ厚さ (±10μmの許容度) と,より厳しい厚さ許容度を有するコア層に重要な信号移行層を配置することで,ドリルの精度が向上する.

Z軸参照:最も信頼性の高い方法は,表面参照深さ制御を使用し,機械は加工前に実際のPCB表面を検出するか,より厳しい要求のために適応型ルーティングによる表面マッピングを使用します.

深さの許容量:業界標準の深さの許容量は通常 ±50 μm (±2 mil) で,先進的な製造者は ±25 μm (±1 mil) を達成する.

制御する次元:深度制御の特徴を指定する際には,ある次元が制御の要素 (通常は完成した穴の深さ) と指定され,他の次元は相互に矛盾する許容量を避けるため参照として記される.

なぜ 計画 さ れ ない の でしょ う か

塗布されていない深さ制御路線は,穴の壁と床が金属化されていないことを意味します.これは,機能が純粋に機械的 (部品のクリアランス) である場合や,空洞床の露出銅が接地または熱接触のためにアクセス可能である必要があります..

Q:ハイブリッドPCBとは?
A:ハイブリッドPCBは,性能とコストを最適化するために,異なるラミネート材料を単一のスタックアップで組み合わせます.通常,重要な信号層のために高性能RF材料が使用されます.標準FR-4は電力を処理します低周波の機能です

Q:RF層では FR-4の代わりに RO3003を使うのは?
A: FR-4 はマイクロ波周波数 (Df ~0.012 at 10 GHz) で高い介電性損失を有し,シグナルが著しく弱くなる.RO3003 のDf 0.0010 は損失を最小限に抑える.信頼性の高い高周波の性能のために不可欠である.

Q: "深度制御ルーティング"とはどういう意味ですか?
A: それは,切削ツールが PCB の内部に正確にプログラムされた深さに浸透する CNC プロセスです. 板全体を通してではなく.内部層を露出させる.

Q: このプロセスの典型的深さ容積は?
A: 業界標準の許容量は±50μm (±2m). 表面参照深度制御と適応ルートを使用する先進的な製造者は±25μm (±1m) を達成することができます.

Q: なぜルーティングは塗装されていないのですか?
A:非塗装経路は,部品のクリアホールや接地用の露出銅へのアクセスなどの電気接続を必要としない場合に使用されます.塗装は不必要なプロセスステップとコストを追加します.

Q: RO3003ハイブリッドPCBの典型的な用途は?
A:自動車用レーダー (77 GHz),ADASセンサー,5G mmWaveインフラストラクチャ,衛星通信端末,高周波試験機器

Q:委員会がRO3003とFR-4の CTE不一致を どう処理する?
A: CTE不一致は,対称なスタックアップ設計,互換性のある結合材料 (Rogers 2929 prepregなど) と最適化されたラミネートプロファイルによって管理されます.慎重 に 処理 を 制御 する こと に よっ て 曲げ され,片付く こと が 防止 さ れ ます.

終わり の 考え方

この4層のRO3003ハイブリッドPCBは RF設計に成熟したアプローチを示しています 適切な機能のために適切な材料を使用しますRO3003の卓越した高周波性能と FR-4のコスト効率と機械的強さを組み合わせることで深度制御路由が追加され,さらに洗練された層が追加されます.ボードの整合性を損なうことなく,正確な内部機能を可能にします.