【应用】为77GHz汽车雷达寻找合适的线路板材料——77 GHz低损耗毫米波电路的六大关键材料性能

时间： 2018-11-14 来源：ROGERS

代理服务

技术支持

批量订货

汽车电子安全系统的工作频率越来越高，而77 GHz的汽车雷达传感器的安全系统的使用，有朝一日终将使城市交通更加安全。77 GHz的毫米波频段“车载雷达”已经被设计和制造。用于毫米波频率（30 GHz至300GHz）的电路材料面临着特殊的要求，这些要求通常不同于30GHz及以下微波频率的电路。然而，根据毫米波电路设计人员的实践和经验表明，一些电路的材料参数可以与毫米波电路中的高性能紧密相关，且一些电路材料，如ROGERS公司的RO3003™电路板，具有毫米波电路所需的材料参数，可在77 GHz及更高频率下表现出卓越的性能。

用于在毫米波频率和77GHz下实现低损耗电路的六个关键线路板材料的特性是：

·Dk 公差

·电路材料Df

·铜箔导体表面粗糙度

·Dk与Df的热稳定系数

·吸水性

·玻璃编织效应

当作为77GHz汽车雷达PCB天线和其它毫米波电路应用的线路板材料分类选择指南时，这六种材料性能很大程度上表明RO3003™电路板非常适合于低损耗电路。实际上，正是由于其特性非常适合毫米波电路的特殊需要，RO3003™电路板被广泛应用于毫米波电路中。它可以提供不同类型的铜箔，例如电解（ED）铜以及更光滑（且损耗更小）的压延铜，允许设计人员精确指定其电路板的特性，以满足毫米波电路应用最苛刻的要求。

材料的六个关键属性

这六个关键的材料参数与77 GHz和其它毫米波频率下的电气性能有着什么样的关系？在毫米波频率下，信号波长更短，线路板材料具有严格控制的介电常数Dk值比仅仅只选用具有低Dk的材料更为重要。一方面，严格控制的Dk可实现更一致的性能; 另一方面，Dk（ΔDk）的变化将导致77GHz下的相位角不一致，这会导致该频率下的雷达传感器性能变差。

从电路中提取的电路材料的Dk（或称为的设计Dk），其Dk值受材料Dk公差的影响，也受其它各种线路板材料特性的影响，包括铜箔导体表面粗糙度的变化。应最大限度地减少可能影响77 GHz下电路的性能的设计Dk的变化，包括控制设计Dk的变化以及其他影响设计Dk变化的其它电路特性。确定设计Dk变化程度的最佳方法是对来自不同生产批次的多个样品的基准电路进行准确和可重复的测量。

同样，线路板材料的损耗因子(Df)必须严格控制，才能在77 GHz下实现可重复的、低损耗的电路性能。选择低Df的线路板材料是一个值得关注的目标，但在毫米波频率下保持稳定的Df随频率的变化特性同样重要的。Df的变化是设计Dk变化的另一个影响因素，它使得在毫米波频率的小波长信号下很难保持相位和频率的稳定性。

在77 GHz频率下，线路板材料铜箔导体的表面粗糙度对导体损耗有显著的影响，铜箔越平滑损耗越小。尽管电解铜(ED)是广泛用于毫米波频率电路的铜箔导体类型，但由于其粗糙度，其表现出比压延铜更高的损耗。在评估77 GHz和毫米波频率下的线路板材料特性时，不能忽略剥离强度(包括初始和加热后)，因为铜层和介质层的粘附性会影响电路的射频性能。与许多材料参数一样，在电气性能和剥离强度之间可以进行权衡，来选取的ED铜和压延铜箔。不过，尽管存在预期的权衡，但当使用RO3003™线路板材料时，压延铜具有良好的剥离强度，同时在77 GHz时也能提供非常低的损耗特性。

由于毫米波下需要如此精细的电路特性，线路板材料受温度变化的影响也会导致其在77GHz和其他毫米波段下的性能出现变化。当线路板材料暴露在较宽的温度变化范围内，Dk 的热稳定系数(TCDk)和Df 的热稳定系数(TCDf)的过度变化将等同于Dk和Df的变化。通过选择相对严格控制TCDk和TCDf的线路板材料，可以最小化这些温度效应。通常，TCDk为| 50 | ppm /℃或更低的线路板材料被认为是性能良好的稳定特性。以一个真实的材料为例，RO3003™电路板测得的TCDk为3ppm/°C。

低吸湿性对于大多数高频线路板材料来说是目标之一。对于在毫米波频段下使用的电路材料，即使是一个微小的差异也会影响其性能。如果电路材料存在过度吸湿的问题，那么它的损耗会增加，Dk也会随着水分的变化而增加。电路在理想工作条件下的性能可能能被接受，而在实际应用中则可能达不到要求，例如在高湿度的工作条件下，特别是在波长较短的毫米波频率下。

最后，在77GHz和其他毫米波电路中需要考虑的六个电路材料参数中，众所周知，“玻璃编织效应”的也会导致电路Dk的变化。在许多电路材料中都使用了玻璃布来增强和加固材料。当这样做时，它也导致了整个材料的纤维图案中有些部分比其他部分含有更多的玻璃纤维，这就导致了Dk的变化。玻璃增强材料的使用增加电路材料的机械性能，但在高频电路中也会影响材料的电性能。理想情况下，更高频率下选择的材料不需要含有玻璃布或玻璃纤维。

选择满足需求的材料

罗杰斯RO3003™线路板材料已经证实，可以很好地满足77 GHz和其它毫米波电路的这六个关键材料要求。RO3003™层压板是一种损耗极低的材料，典型的Df在10 GHz时为0.0010，严格控制的Dk容差为±0.04。许多毫米波电路设计工程师都选择5mil厚的ED铜或更平滑（损耗更低）压延铜的RO3003™线路板作为电路材料。它还具有低于0.04％的低吸湿性，且TCDk非常低，典型值为-3 ppm /°C。

由于RO3003™线路板材料对高频电路六个关键要求均得到了体现，因此它已成为77 GHz和其它毫米波电路设计工程师线路板材料的普遍选择。此外，RO3003™电路板不使用或不需要使用玻璃布加固，因此它不存在玻璃编织问题。它是一种耐用的，低损耗的线路板材料，适用于随着频率变高而需要保持信号功率的电路，尤其适用于专注于提高安全性的77GHz汽车雷达系统！

若要详情了解PCB电路损耗及其组成部分，请查看：

【应用】为77GHz汽车雷达寻找合适的线路板材料——PCB电路损耗及组成部分详情>>>

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 1
| 转发至：

本文由LEA酱的一生转载自ROGERS，原文标题为:#ROG Blog罗杰斯博客#第四十二期: 为77GHz汽车雷达寻找合适的线路板材料（第二部分），本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（1）

北冥之鲲 Lv8 2019-01-17

罗杰斯公司在RO3003基础上推出新材料RO3003G2，具有更低的插损和介电常数变化率，更适合77G汽车雷达应用。

没有更多评论了

【应用】为77GHz汽车雷达寻找合适的线路板材料——PCB电路损耗及组成部分

与频率较低的射频电路、微波电路不同，毫米波频率对线路板材料有极为苛刻的要求。罗杰斯公司的RO3003™ 电路板拥有毫米波频段应用所需的所有特性，在未来自动驾驶汽车的电子系统中发挥重要的作用，使得公路驾驶将变得更加安全。

2018-11-10 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

【应用】评估层压板材料RO4730G3和RO3003G2面向5G应用的PCB板电镀通孔性能

本文探讨了用于PCB材料顶层铜箔与底层铜箔之间传输信号的金属化过孔内壁的表面粗糙度对材料的最终射频性能的影响。本文比较了来自罗杰斯公司的具有玻璃增强和微球填料的20.7mil厚的RO4730G3™线路板材料和没有玻璃增强、具有更小且非空心填料的20mil厚的RO3003G2材料上过孔孔壁的不同是否会带来影响。

2018-09-29 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

【应用】插入损耗仅为2.2dB/inch的碳氢树脂高频板RO4830™用于77GHz毫米波雷达，降低PCB成本30%

ROGERS公司推出的RO4830™基于热固型树脂体系的碳氢树脂高频板材适合保驾77GHz毫米波雷达更快普及应用。RO4830™热固性层压板材料非常适合于对电路材料价格较高的毫米波应用，如76-81 GHz汽车雷达传感器，也包括60GHz交通雷达、工业雷达等应用。RO4830™是除传统PTFE层压板材料外的可靠的、低成本的材料选择，材料成本比RO3003™降低30%之多。

2020-04-28 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

ROGERS层压板/高频板选型表

罗杰斯/ROGERS提供以下技术参数的层压板/高频板选型，超低损耗，低至0.0004(Df) ；超大尺寸：54inchX24inch、52inchX40inch、50.1inchX110inch 等；丰富介电常数：2 -12.85 (Dk)；超薄介质，低至1mil

产品型号	品类	产品系列	介电常数（Dk）	正切角损耗（Df）	介质厚度(mm)(mil)	导热系数W/(m·K)	铜箔类型	铜箔1厚度	铜箔2厚度	尺寸(inch)
5880LZNS 24X18 H1/H1 R4 0100+-001/DI	层压板	RT/duroid® 5880LZ	2	0.0027	0.254mm(10mil)	0.33	电解铜	H1	H1	24X18

选型表 - ROGERS 立即选型

罗杰斯高频层压板RO3003G2，77G汽车雷达PCB材料的选择

毫米波雷达技术正逐渐扩展到民用领域，如汽车驾驶辅助系统的雷达传感器。其中77G毫米波雷达是汽车前向的主流方向，主要应用于前向防碰撞、自动巡航。77G毫米波雷达频率已经达到E波段，对PCB材料损耗因子和介电常数稳定性等特性都有极为严苛的要求。罗杰斯公司在RO3000系列PTFE材料基础上开发了RO3003G2高频层压板，适用于77G汽车毫米波雷达传感器设计。

2023-12-30 - 设计经验

罗杰斯RTduroid®6035HTC高频层压板具备高热导率、低损耗因子等优势，是高功率设备的理想之选

RT/duroid®6035HTC高频电路材料是应用于高功率射频和微波设备的陶瓷填充PTFE复合材料。

2024-10-25 - 产品

【技术】使用高Dk线路板材料实现小尺寸高频电路

随着高频电路的迅猛发展，人们对产品的便携性和移动性需求日益增加，电路板小型化设计也得到了越来越多的关注。电路PCB材料的选择通常从线路板材料的介电常数(Dk)开始考虑，选择Dk值较高的PCB材料是电路具有较小的尺寸的较为直接的方法。

2021-08-07 - 技术探讨代理服务技术支持采购服务

【经验】测量电路材料中的Dk温度变化，有助于获得和评估温度升高条件下的一些材料性能

材料工作温度是一个常常被忽视的电路材料参数。然而，电路板内外的热源造成的工作温度升高可能导致电路性能发生变化，特别是在毫米波频率及高速电路中。通过研究电路材料与温度相关的关键材料参数，如介电常数的热系数（TCDk）和插入损耗的温度系数（TCIL），可以更好地了解高频电路材料与温度相关的性能。

2023-03-18 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

罗杰斯层压板涵盖多种介电常数和厚度，帮助提高手持设备和WiFi天线性能

罗杰斯提供的独特的电路层压板材料，能够帮助手持设备的蜂窝和WiFi天线设计克服诸多挑战，助力设计师构建更低损耗、精确且可靠的射频PCB天线。产品系列涵盖多种介电常数和厚度，可以达到任何设计频率下对带宽、增益和空间的要求。同时还具有介电常数随温度变化稳定、厚度控制精确等显著特点。

2024-10-16 - 原厂动态代理服务技术支持采购服务

【经验】RT/Duroid®5880和RO3003™层压板的TCDk测试，分析理解温度变化对毫米波电路的RF性能影响

温度的变化会导致高频电路性能的变化。不管这些温度变化是来自电路本身的内部散热，或者是安装在电路上的设备，又或者是来自于外界环境，它们可能会对电路的性能产生影响。本文通过ROGERS RT/Duroid®5880和RO3003™层压板的TCDk测试，分析理解温度变化对毫米波电路的RF性能影响。

2020-07-15 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

捷多邦力推！罗杰斯RO4350B与RT/duroid 5880：高频高速电路板材料的卓越之选

从商用航空到军用雷达，从毫米波通信到点对点数字无线电，高频高速电路板的性能直接决定了系统的整体效能。在众多高性能材料中，罗杰斯的RO4350B与RT/duroid 5880凭借其独特的优势脱颖而出，成为众多制造商的首选。

2024-09-10 - 器件选型

DICLAD®系列层压板PTFE/编织玻璃纤维/层压板数据表

描述- DiClad® 系列层压板是一种由玻璃纤维和聚四氟乙烯（PTFE）复合而成的材料，用于印刷电路板的基材。该系列产品提供多种介电常数选择，从低损耗到高增强型，具有优异的尺寸稳定性和一致性。其特点是极低的损耗角正切、良好的化学抵抗力和均匀的电学性能。

型号- DICLAD® SERIES,DICLAD 527,DICLAD 880,DICLAD®,DICLAD 870

101623 - ROGERS - 数据手册代理服务技术支持采购服务

【选型】高频PTFE层压板RT/duroid 6202与TSM-DS3特性比较分析

RT/duroid 6202高频材料是一种添加了有限编织玻璃布的聚四氟乙烯（PTFE）层压板，具有低损耗、低介电常数的特性，可广泛用于航天航空和国防等高可靠性应用领域。

2016-12-06 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

Rogers（罗杰斯） AD255C ARLON层压板数据手册

描述- Arlon的AD255C是一种第三代商业微波和射频层压材料，具有低介电常数、低成本和优异的低损耗特性。该材料结合了复合化学和结构的有效组合，为电信基础设施提供了无与伦比的性价比。AD255C结合了氟聚合物树脂系统的卓越热性能、选定的陶瓷材料和玻璃纤维增强材料，以产生具有较低损耗（10GHz时的Df=0.0014）和较低热膨胀性的层压材料。

型号- AD255C06099C111,AD255C06099C100,AD,AD255C,AD255C04099C001,AD255C04099C100,AD255A12511.001,AD255C03099C100

2012年12月30日 - ROGERS - 数据手册 - Ver. 1.1 代理服务技术支持采购服务

CLTE-MW公司™ 层压板

描述- CLTE-MW™ 玻璃纤维增强聚四氟乙烯复合材料层压板是一种用于电路设计的经济高效、高性能材料。该层压板系统适用于因物理或电气限制而厚度受限的应用。提供从3密耳到10密耳的七种厚度选项，确保了理想的信号与地间距，适合当今5G和其他毫米波设计。此外，还提供了多种铜箔选择，包括卷材、反向处理ED和标准ED。可根据需求提供电阻箔和金属板选项。CLTE-MW层压板采用散布玻璃加强，结合高填充率有助于最小化高频玻璃织物对电磁波传播的影响。编织玻璃加强还提供了优异的尺寸稳定性。其他关键特性还包括低Z轴CTE（30ppm/°C）以实现出色的镀通孔可靠性、在10 GHz时的低损耗角正切（0.0015）以实现低损耗设计、以及低吸湿率（0.03%）以确保在各种工作环境中稳定运行。

型号- CLTE-MW™,CLTE-MW

2017/09/08 - ROGERS - 数据手册代理服务技术支持采购服务查看更多版本

CLTE-MW公司™ 层压板

描述- CLTE-MW™层压板是一种陶瓷填充的玻璃纤维增强聚四氟乙烯复合材料，专为电路设计提供了一种经济高效、高性能的材料。该材料适用于因物理或电气限制而厚度受限的应用。其提供的多种厚度选项（从3密耳到10密耳）确保了理想的信号与地间距，适合当今5G和其他毫米波设计。CLTE-MW层压板具有优异的尺寸稳定性、低损耗角正切、高介电强度和良好的热导率等特点。

型号- CLTE-MW™,CLTE-MW

2017/09/08 - ROGERS - 数据手册代理服务技术支持采购服务

CLTE-MW公司™ 层压板

描述- CLTE-MW层压板是一种陶瓷填充的玻璃纤维增强PTFE复合材料，专为电路设计提供高效且经济的材料。该层压板系统适用于因物理或电气限制而厚度受限的应用。其提供的7种不同厚度的选项（从3mil到10mil）确保了在当今5G和其他毫米波设计中理想的信号与地间距。此外，还提供了多种铜箔选择，包括滚轧、反向处理ED和标准ED。这些层压板的编织玻璃加强结构有助于最小化高频玻璃织物对电磁波传播的影响，并提供优异的尺寸稳定性。

型号- CLTE-MW™,CLTE-MW

101623 - ROGERS - 数据手册代理服务技术支持采购服务