Elegir entre los materiales de la PCB Rogers y la de la PCB FR4 es una decisión crítica que determina fundamentalmente el rendimiento, el coste y la fiabilidad de tu diseño RF o digital de alta velocidad. Aunque FR4 ha sido el caballo de batalla de la industria durante décadas, los laminados de alto rendimiento de Rogers Corporation se han convertido en el estándar de oro para aplicaciones exigentes como el 5G, el radar automovilístico y los sistemas aeroespaciales. Esta guía ofrece una comparación objetiva y rica en datos para ayudarte a navegar esta elección, y explica cómo asociarte con un fabricante experto como Jerico puede desbloquear soluciones híbridas que ofrecen un rendimiento similar al de Rogers por una fracción del coste.
Propiedades del material principal: PCB Rogers vs PCB FR4
La diferencia de rendimiento entre Rogers y FR4 proviene de su composición fundamental y ciencia de materiales. La siguiente tabla cuantifica las diferencias clave que afectan a tu diseño.
| Propiedad | PCB FR4 estándar | PCB Rogers (por ejemplo, RO4350B) | Impacto e implicaciones en el diseño |
|---|---|---|---|
| Constante dieléctrica (Dk) | ~4.2 – 4.5 (Varía según la frecuencia, la temperatura y el proveedor) |
3,48 ± 0,05 (Estable a través de frecuencia y temperatura) |
Ventaja de Rogers:Permite un control de impedancia preciso y predecible (±5% típico). La variabilidad de FR4 puede provocar un desplazamiento de impedancia del ±-15%, provocando la reflexión de señal en caminos RF sensibles. |
| Factor de disipación (Df/tan: δ) | 0,015 – 0,025 @ 1GHz | 0,0037 @ 10GHz | Ventaja de Rogers:Pérdida de señal 4-7 veces menor. A 28 GHz, esto puede suponer una pérdida por pulgada >3 dB menor, ampliando el alcance o reduciendo los requisitos de potencia del amplificador. |
| Conductividad térmica (W/m/K) | 0.25 – 0.30 | 0.62 | Ventaja de Rogers:~Una dispersión de calor 2 veces mejor ayuda a gestionar las cargas térmicas de los amplificadores de potencia, mejorando la fiabilidad a largo plazo. |
| CTE (ppm/°C, eje Z) | 50 – 70 | 32 | Ventaja de Rogers:Una adaptación más cercana al cobre (17 ppm/°C) reduce el esfuerzo sobre los orificios pasantes chapados durante el ciclo térmico, un factor crítico para la fiabilidad automotriz (IATF 16949) y aeroespacial. |
| Absorción de humedad | ~0,15% | < 0,02% | Ventaja de Rogers:Desplazamiento Dk insignificante en ambientes húmedos, asegurando un rendimiento estable en aplicaciones exteriores o automovilísticas. |
| Coste relativo | 1x (Línea Base) | 3x – 5x | Ventaja de FR4:Ahorro significativo de costes para aplicaciones con presupuesto o no críticas.Consulta la sección de Hybrid Stackup para optimización de costes. |
Cuándo elegir una PCB Rogers en lugar de FR4: Directrices de aplicación
La decisión no siempre es en blanco o negro. Aquí tienes una guía práctica basada en los requisitos de la solicitud:
✅Elige la PCB Rogers para:
- Frecuencias > 2-3 GHz:Donde las pérdidas de FR4 se vuelven prohibitivas.
- Control de impedancia crítica:Radar de matriz en fase, SerDes de alta velocidad (>25 Gbps) donde la consistencia de fase es clave.
- Entornos extremos:Automoción bajo el capó, aeroespacial, telecomunicaciones exteriores con grandes variaciones de temperatura.
- Alimentación de antena de baja pérdida:Antena en paquete (AiP) o redes de alimentación 5G mmWave.
Ejemplo:Un módulo frontal de radar automotriz de 77GHz. El uso de Rogers RO4835™ garantiza una pérdida mínima de señal y un rendimiento estable de la antena entre -40°C y +125°C.
✅La PCB FR4 es suficiente para:
- Lógica de banda base digital / control:MCU de baja velocidad, memoria y circuitos de gestión de energía.
- Analógico de baja frecuencia:Audio, interfaces de sensores, regulación de potencia en corriente continua.
- Electrónica de consumo impulsada por el coste:Donde los márgenes de rendimiento lo permitan.
- Prototipado de secciones no RF:Construcciones iniciales de prueba de concepto.
Ejemplo:La placa de control digital para el mismo sistema de radar, que gestiona la comunicación del bus CAN y la secuenciación de potencia, puede utilizar FR4 de forma fiable.
💡 El análisis de coste-rendimiento
Aunque una PCB Rogers puede costar entre 3 y 5 veces más que FR4 por pulgada cuadrada, considera laCoste total del sistema:
- Usar RO4350B™ Rogers en un amplificador de potencia (PA) puede reducir la pérdida de inserción en 2-3 dB.
- Esto puede permitir el uso de un chip de PA más pequeño y barato o un dispositivo de menor consumo, ahorrando entre 5 y 15 dólares en costes de componentes.
- Una mejor conductividad térmica puede reducir el tamaño o la complejidad del disipador.
- Una mayor fiabilidad puede reducir los costes de garantía y fallos en el campo.
El compromiso inteligente: Rogers/FR4 Hybrid Stackup de Jerico
La mayoría de los sistemas avanzados no requieren material de Rogers para cada capa. La experiencia de ingeniería de Jerico reside en el diseño y la fabricaciónAcumulaciones híbridas o dieléctricas mixtas, que estratégicamente sitúan el material de Rogers solo donde más se necesita.
Cómo Jerico permite acumulaciones híbridas fiables
Unir materiales Rogers y FR4 en una placa no es trivial debido a los diferentes sistemas de resina y CTE. Los procesos certificados de Jerico garantizan la fiabilidad:
- Base de datos de compatibilidad de materiales:Aprovechando la experiencia con miles de montajes, sabemos qué combinaciones Rogers/FR4/preimpregnadas se vinculan con éxito.
- Proceso de laminación controlado:NuestraIATF 16949La producción certificada utiliza perfiles precisos de temperatura y presión para asegurar una unión perfecta sin delaminación.
- Diseño para la Fabricación (DFM):Te guiamos sobre el orden óptimo de las capas, las zonas de transición y la colocación para mitigar el estrés.
Ejemplo: placa de celda pequeña 5G de 10 capas
Estructura de apilamiento híbrido:
•L1-L2, L9-L10: Rogers RO4350B(Conexiones críticas de RF y antena)
•L3-L8: FR4 o Isola FR408HR a mitad de pérdida(Enrutamiento digital de alta velocidad, energía y planos de tierra)
Resultado:Logra el >90% del rendimiento RF de una placa totalmente Rogers con un coste de material ~40% menor.
¿Por qué asociarte con Jerico para tu PCB Rogers o FR4?
Elegir el material adecuado es la mitad de la batalla; Encontrar un fabricante que pueda ejecutarlo con precisión es la otra. ComoFabricante directo de fábrica, Jerico ofrece ventajas claras:
Acceso directo a materiales y experiencia
Adquirimos materiales Rogers directamente y mantenemos stock estratégico. Nuestros ingenieros comprenden las particularidades de las diferentes series Rogers (RO3000®, RO4000®, RT/duroid®) y pueden recomendarte la óptima para tu frecuencia y coste objetivo.
Fabricación certificada de alta fiabilidad
NuestraIATF 16949yIPC Clase 3las capacidades no son solo certificados: están integradas en nuestros procesos, asegurando que cada PCB Rogers cumpla con los más altos estándares para aplicaciones automotrices y aeroespaciales.
Prototipado rápido a volumen
DePrototipos de una sola pieza con un plazo de 24 horas(para materiales almacenados) hasta producción de alto volumen, ofrecemos una escala fluida. NuestraSin MOQLa política te permite probar stackups híbridos sin riesgos.
Consigue una pila y recomendación de materiales gratis
Deja de adivinar. Envíanos tus requisitos de diseño o archivos Gerber. Nuestro equipo de ingeniería realizará un análisis gratuito y proporcionará una comparación detallada de las opciones de stackup FR4, Rogers y híbridas, con proyecciones de rendimiento y desglose de costes.
Contacta con nuestro equipo de ingenieríaPreguntas frecuentes (PCB Rogers vs PCB FR4)
Sí, esto se llama acumulación híbrida o mixta.Es una especialidad de Jerico. La clave está en utilizar materiales compatibles y un proceso de laminación controlado. Por ejemplo, Rogers RO4350B lamina bien con ciertas categorías FR4 usando preimpregnados específicos. Diseñamos el stackup para gestionar los diferentes coeficientes de expansión térmica (CTE) y garantizar la fiabilidad a largo plazo mediante pruebas de ciclo térmico. Este enfoque es común en diseños de 5G y radar para controlar costes.
Sí, requiere procesos más especializados.Los materiales Rogers (especialmente los basados en PTFE) tienen diferentes requisitos de perforación, desmanchamiento y preparación superficial en comparación con el FR4. Por ejemplo, a menudo necesitan tratamiento con plasma para una correcta preparación de las paredes de los agujeros y así asegurar una buena adhesión al cobre. No todas las fábricas de PCB tienen esta experiencia. Jerico cuenta con líneas de producción dedicadas de alta frecuencia con el equipo y controles de proceso adecuados, certificados según las normas IATF 16949, para manejar los materiales Rogers de forma consistente.
El coste se justifica cuando el rendimiento o la fiabilidad del sistema depende directamente de las propiedades del material de la PCB. Los indicadores clave incluyen:
- Frecuencia > 3-5 GHz:Donde la pérdida de FR4 degradaría la integridad de la señal.
- Control estricto de impedancia/fase:Necesarios en matrices en fase, pares diferenciales de alta velocidad.
- Alta potencia o estrés térmico:Donde un Tg más bajo o un CTE más alto de FR4 podría causar fallos.
- Entornos operativos duros:Automoción, aeroespacial, telecomunicaciones exteriores donde la temperatura y la humedad varían mucho.
