在罗杰斯PCB和FR4 PCB材料之间选择是一个关键决策，从根本上决定了射频或高速数字设计的性能、成本和可靠性。虽然FR4几十年来一直是行业主力，但罗杰斯公司的高性能层压板已成为5G、汽车雷达和航空航天系统等高要求应用的黄金标准。本指南提供客观且数据丰富的比较，帮助您做出选择，并解释与Jerico等专业制造商合作如何解锁混合动力解决方案，以极低成本实现罗杰斯般的性能。
芯材性能：Rogers PCB与FR4 PCB
Rogers与FR4的性能差距源于其基础成分和材料科学。下表量化了影响设计的关键差异。
| 财产 | 标准FR4印刷电路板 | 罗杰斯PCB（例如，RO4350B） | 设计影响与影响 |
|---|---|---|---|
| 介电常数（Dk） | ~4.2 – 4.5 （因使用频率、温度、供应商而异） |
3.48 ± 0.05 （在频率和温度下稳定） |
罗杰斯优势：实现精确、可预测的阻抗控制（典型±5%）。FR4的变异性可能导致阻抗±10-15%，导致信号在敏感射频路径中反射。 |
| 耗散因子（Df/tan δ） | 0.015 – 0.025 @ 1GHz | 0.0037 @ 10GHz | 罗杰斯优势：信号损耗低4-7倍。在28GHz下，这可以降低每英寸>3dB的损耗，延长距离或降低功放功率需求。 |
| 热导率（W/m/K） | 0.25 – 0.30 | 0.62 | 罗杰斯优势：~2倍的热扩散有助于管理功率放大器的热负荷，提高长期可靠性。 |
| CTE（ppm/°C，Z轴） | 50 – 70 | 32 | 罗杰斯优势：与铜的匹配度更接近（17 ppm/°C）减少了热循环过程中镀层通孔的应力，这对汽车（IATF 16949）和航空航天可靠性至关重要。 |
| 吸湿 | ~0.15% | < 0.02% | 罗杰斯优势：在潮湿环境中，Dk位移可忽略不计，确保户外或汽车应用中的稳定性能。 |
| 相对成本 | 1倍（基线） | 3倍– 5倍 | FR4优势：对于预算敏感或非关键应用，带来显著的成本节约。有关成本优化，请参见混合堆叠部分。 |
何时选择罗杰斯印刷电路板而非FR4：应用指南
决定并非总是非黑即白。以下是一份基于申请要求的实用指南：
✅选择Rogers PCB用于：
- 频率>2-3 GHz：在FR4损失方面变得难以承受。
- 关键阻抗控制：相控阵雷达，高速SerDes（>25 Gbps），其中相位一致性至关重要。
- 极端环境：汽车引擎盖底盘、航空航天、户外电信，温度波动很大。
- 低损耗天线馈源：5G毫米波天线封装（AiP）或馈源网络。
示例：一个77GHz的汽车雷达前端模块。使用罗杰斯RO4835™确保信号损失最小，天线性能稳定，覆盖-40°C至+125°C。
✅FR4 PCB的适用性足以满足：
- 数字基带/控制逻辑：低速MCU、内存、电源管理电路。
- 低频模拟信号：音频、传感器接口、直流电源调节。
- 以成本为驱动的消费电子产品：在性能允许的情况下。
- 非射频部分原型制作：初步概念验证构建。
示例：同一雷达系统的数字控制板负责CAN总线通信和功率序列，可以可靠地使用FR4。
💡成本效益分析
虽然罗杰斯的PCB每平方英寸价格可能是FR4的3-5倍，但请考虑系统总成本:
- 在功率放大器（PA）中使用罗杰斯RO4350B™可以减少2-3 dB的插入损耗。
- 这可能允许使用更小、更便宜的PA芯片或低功耗器件，节省5-15美元的元件成本。
- 更好的热导率可以减少散热器的尺寸或复杂度。
- 更高的可靠性可以降低保修和现场故障成本。
聪明的折中方案：Jerico的Rogers/FR4混合动力组合
大多数高级系统不需要每一层都用罗杰斯材料。Jerico的工程专长在于设计和制造混合或混合介电堆叠，这些都战略性地只在最需要的地方放置罗杰斯的素材。
Jerico如何实现可靠的混合堆栈
由于树脂系统和CTE不同，将Rogers和FR4材料结合在同一块板子上并不简单。Jerico认证的流程确保可靠性：
- 材料兼容性数据库：凭借数千台组装的经验，我们知道哪些Rogers/FR4/预孕组合能成功结合。
- 受控层压工艺：我们的IATF 16949认证生产采用精确的温度和压力曲线，确保完美的结合且无分层。
- 制造设计（DFM）：我们会指导您优化层次排序、过渡区以及通过布置方式，以减轻压力。
示例：10层5G小基站板
混合堆叠结构：
•L1-L2，L9-L10： 罗杰斯RO4350B（关键射频前端和天线连接）
•L3-L8： 中损FR4或Isola的FR408HR（高速数字路由、电力和地面平面）
结果：实现全罗杰斯板射频性能的>90%，材料成本降低约40%。
为什么要和Jerico合作生产你的Rogers或FR4印刷电路板？
选对材料是成功的一半;另一个问题是找到能够精准执行的制造商。作为工厂直销制造商， Jerico提供了独特的优势：
直接材料获取与专业知识
我们直接采购罗杰斯材料，并保持战略库存。我们的工程师了解不同Rogers系列（RO3000®、RO4000®、RT/duroid®）的细微差别，能为您的频率和成本目标推荐最佳型号。
认证高可靠性制造
我们的IATF 16949以及IPC 3级机车能力不仅仅是证书——它们嵌入我们的流程中，确保每一块罗杰斯PCB都符合汽车和航空航天应用的最高标准。
快速原型制作到量化
从一体成型原型，24小时周转（对于储备材料）到大批量生产，我们提供无缝的扩展服务。我们的无最小起订量政策允许你无风险测试混合堆叠。
常见问题解答（Rogers PCB vs FR4 PCB）
是的，这被称为混合或混合介质堆叠。这是杰里科的特色菜。关键在于使用兼容的材料和受控的层压工艺。例如，Rogers RO4350B某些FR4等级的预产胎胶胶片效果良好。我们设计堆栈以管理不同的热膨胀系数（CTE），并通过热循环测试确保长期可靠性。这种方法在5G和雷达设计中很常见，用于控制成本。
是的，这需要更专业的流程。罗杰斯材料（尤其是基于PTFE的材料）与FR4相比，钻孔、去除涂层和表面准备的要求不同。例如，它们通常需要等离子体处理以正确准备孔壁，以确保铜板的良好附着力。并非所有PCB工厂都具备这种专业知识。Jerico拥有专门的高频生产线，配备符合IATF 16949标准的适当设备和工艺控制，能够稳定处理罗杰斯材料。
当系统性能或可靠性直接依赖于PCB的材料特性时，成本是合理的。关键指标包括：
- 频率>3-5 GHz：而FR4的丢失会降低信号完整性。
- 严格阻抗/相位控制：在相控阵、高速差分对中需要。
- 高功率或热应力：而FR4的Tg较低或CTE较高可能导致失败。
- 恶劣的作环境：汽车、航空航天、户外电信领域，温度和湿度差异很大。
