Выбор между печатными платами Rogers и материалами для плат FR4 — это решающее решение, которое фундаментально определяет производительность, стоимость и надёжность вашего радиочастотного или высокоскоростного цифрового проектирования. Хотя FR4 уже десятилетиями является рабочей лошадкой отрасли, высокопроизводительные ламинаты корпорации Rogers стали золотым стандартом для требовательных приложений, таких как 5G, автомобильные радары и аэрокосмические системы. Это руководство предоставляет объективное, насыщенное данными сравнение, которое поможет вам разобраться в этом выборе, и объясняет, как сотрудничество с экспертным производителем, таким как Jerico, может открыть гибридные решения, обеспечивающие производительность, сопоставимую с Rogers, за долю стоимости.
Свойства материала сердечника: печатная плата Rogers против платы FR4
Разрыв в производительности между Rogers и FR4 обусловлен их фундаментальным составом и материаловедением. Таблица ниже количественно оценивает ключевые различия, влияющие на ваш дизайн.
| Свойства | Стандартная плата FR4 | Печатная плата Rogers (например, RO4350B) | Влияние и последствия проектирования |
|---|---|---|---|
| Диэлектрическая постоянная (Dk) | ~4.2 – 4.5 (Зависит от частоты, температуры, поставщика) |
3.48 ± 0.05 (Стабильно по частоте и температуре) |
Преимущество Роджерса:Обеспечивает точное, предсказуемое управление импедансом (±5% типичное). Вариабельность FR4 может приводить к смещению импеданса ±10–15%, вызывая отражение сигнала в чувствительных радиочастотных каналах. |
| Коэффициент рассеяния (Df/tan δ) | 0.015 – 0.025 @ 1GHz | 0.0037 @ 10GHz | Преимущество Роджерса:Потеря сигнала в 4-7 раз меньше. При 28 ГГц это может означать >3 дБ меньшие потери на дюйм, расширяя радиус действия или снижая потребности усилителя. |
| Теплопроводность (Вт/м/К) | 0.25 – 0.30 | 0.62 | Преимущество Роджерса:~2 раза лучшее распределение тепла помогает управлять тепловыми нагрузками от усилителей мощности, повышая долгосрочную надёжность. |
| CTE (ppm/°C, ось Z) | 50 – 70 | 32 | Преимущество Роджерса:Более близкое совпадение с медью (17 ppm/°C) снижает нагрузку на покрытые сквозные отверстия во время термических циклов, что является критическим фактором для надёжности автомобилей (IATF 16949) и аэрокосмической отрасли. |
| Поглощение влаги | ~0,15% | < 0,02% | Преимущество Роджерса:Незначительный сдвиг Dk во влажных условиях, что обеспечивает стабильную работу как на открытом воздухе, так и в автомобиле. |
| Относительная стоимость | 1x (Базовый) | 3 – 5 раз | Преимущество FR4:Значительная экономия средств для приложений, чувствительных к бюджету или некритических.См. раздел Hybrid Stackup для оптимизации затрат. |
Когда выбирать плату Rogers вместо FR4: Рекомендации по применению
Решение не всегда однозначное. Вот практическое руководство, основанное на требованиях к подаче заявки:
✅Выберите печатную плату Rogers для:
- Частоты > 2-3 ГГц:Где потери FR4 становятся непосильными.
- Контроль критического импеданса:Фазированный радар с решёткой, высокоскоростные SerDes (>25 Гбит/с), где фазовая стабильность играет ключевую роль.
- Экстремальные условия:Автомобильная подкапотовая, аэрокосмическая и наружная телекоммуникация с большими перепадами температуры.
- Антенны с низкими потерями:5G mmWave антенна в пакете (AiP) или сетевые сети.
Пример:Передний модуль автомобильного радара с частотой 77 ГГц. Использование Rogers RO4835™ обеспечивает минимальные потери сигнала и стабильную работу антенны в диапазоне от -40°C до +125°C.
✅Плата FR4 для:
- Цифровая базовая полоса / логика управления:Низкоскоростные микроконтроллерные системы, память, схемы управления питанием.
- Низкочастотный аналоговый сигнал:Аудио, сенсорные интерфейсы, регулирование питания постоянного тока.
- Потребительская электроника, ориентированная на стоимость:Там, где позволяют маржа производительности.
- Прототипирование нерадиочастотных срезов:Начальные сборки для демонстрации концепции.
Пример:Цифровая плата управления той же радиолокационной системы, обеспечивающая связь по шине CAN и секвенирование питания, надёжно использует FR4.
💡 Анализ затрат и эффективности
Хотя плата Rogers может стоить в 3-5 раз дороже FR4 за квадратный дюйм, рассмотримобщая стоимость системы:
- Использование RO4350B™ Роджерса в усилителе мощности (PA) может уменьшить потери при вставке на 2–3 дБ.
- Это может позволить использовать меньший и дешёвый кристалл PA или устройство с меньшим энергопотреблением, что позволит сэкономить от 5 до 15 долларов на стоимости компонентов.
- Лучшая теплопроводность может уменьшить размер или сложность радиатора.
- Более высокая надёжность снижает расходы на гарантию и выезды на полевые аварии.
Умный компромисс: гибридный комплекс Rogers/FR4 от Jerico
Большинство продвинутых систем не требуют материалов Роджерса для каждого слоя. Инженерная экспертиза Jerico заключается в проектировании и производствегибридные или смешанные диэлектрические стекапы, которые стратегически размещают материалы Роджерса только там, где они нужны больше всего.
Как Jerico обеспечивает надёжные гибридные стекапы
Склеивание материалов Rogers и FR4 в одной плате непросто из-за разных смольных систем и CTE. Сертифицированные процессы Jerico обеспечивают надёжность:
- База данных совместимости материалов:Используя опыт с тысячами сборок, мы знаем, какие комбинации Rogers/FR4/prepreg успешно сочетаются.
- Контролируемый процесс ламинации:НашIATF 16949Сертифицированное производство использует точные профили температуры и давления для обеспечения идеального соединения без расслоения.
- Дизайн для производства (DFM):Мы направляем вас по оптимальному порядку слоев, переходным зонам и разместке по размещению для снижения стресса.
Пример: 10-слойная 5G-малая сотовая плата
Гибридная структура стекапа:
•L1-L2, L9-L10: Роджерс RO4350B(Критический RF-фронтенд и подключения антенны)
•L3-L8: FR4 с средним потерей или Isola FR408HR(Высокоскоростная цифровая маршрутизация, питание и наземные плоскости)
Результат:Достигает >90% от радиочастотной производительности платы Rogers при ~40% меньшей стоимости материалов.
Почему стоит сотрудничать с Jerico для вашей платы Rogers или FR4?
Выбор правильного материала — это половина дела; Найти производителя, который сможет выполнить это с точностью — это другое. КакЗавод-прямой производитель, Jerico предоставляет явные преимущества:
Прямой доступ к материалам и экспертиза
Мы закупаем материалы Rogers напрямую и поддерживаем стратегические запасы. Наши инженеры понимают нюансы различных серий Rogers (RO3000®, RO4000®, RT/duroid®) и могут порекомендовать оптимальный вариант для вашей частоты и стоимости.
Сертифицированное производство с высокой надёжностью
НашIATF 16949иIPC класс 3возможности — это не просто сертификаты, они встроены в наши процессы, гарантируя, что каждая печатная плата Rogers соответствует самым высоким стандартам для автомобильных и аэрокосмических приложений.
Быстрое прототипирование в том
ОтОднокомпонентные прототипы с 24-часовым оборотом(для наличных материалов) Для массового производства мы обеспечиваем бесшовное масштабирование. НашНет минимального заказаPolicy позволяет тестировать гибридные стекапы без риска.
Получите бесплатный набор и рекомендацию материалов
Перестань гадать. Пришлите нам свои требования к дизайну или файлы Gerber. Наша инженерная команда проведёт бесплатный анализ и предоставит детальное сравнение вариантов FR4, Rogers и гибридных стек-апов — с прогнозами производительности и разбивкой стоимости.
Свяжитесь с нашей инженерной командойЧасто задаваемые вопросы (плата Rogers против платы FR4)
Да, это называется гибридный или смешанно-диэлектрический стек.Это фирменное блюдо Джерико. Ключ к использованию совместимых материалов и контролируемому процессу ламинирования. Например, Rogers RO4350B хорошо ламинирует некоторые классы FR4 с использованием специфических беременных. Мы проектируем стекап с учетом различных коэффициентов теплового расширения (CTE) и обеспечиваем долгосрочную надёжность с помощью тестов термических циклов. Такой подход распространён в проектировании 5G и радаров для контроля затрат.
Да, для этого нужны более специализированные процессы.Материалы Rogers (особенно на основе PTFE) имеют иные требования к сверлению, размазке и подготовке поверхности по сравнению с FR4. Например, часто требуется плазменная обработка для правильной подготовки стенок отверстия и обеспечения хорошей адгезии медного покрытия. Не все заводы по производству ПХБ обладают такой экспертизой. Jerico выделил специализированные производственные линии высокой частоты с соответствующим оборудованием и системами управления технологическими процессами, сертифицированными по стандартам IATF 16949, чтобы стабильно работать с материалами Rogers.
Стоимость оправдана, когда производительность или надёжность системы напрямую зависит от материаловедальных свойств печатной платы. Ключевые показатели включают:
- Частота > 3-5 ГГц:Где потеря FR4 ухудшает целостность сигнала.
- Строгий контроль импеданса/фазы:Необходимы для фазированных решеток, высокоскоростных дифференциальных пар.
- Высокая мощность или тепловое напряжение:В то время как у FR4 низкий TG или более высокий CTE могут привести к отказу.
- Суровые операционные условия:Автомобильная, аэрокосмическая и телекоммуникационная отрасли, где температура и влажность сильно различаются.
