【技术】Rogers弯曲和成型新技术在PCB中的应用

2018-04-21 Rogers
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柔性电路设计成可弯曲的，但弯曲刚性PCB有点不寻常。然而，许多不使用柔性电路技术的应用也需要弯曲和成型电路。这些应用中使用一些高频电路材料来成型能够改善天线功能的电路。另一种应用是将电路缠绕在结构上，该结构有时也起到天线的作用。


弯曲和成型具有动态弯曲动作的电路将需要理解一些基本原理，而不管所使用的电路材料如何。当然，所使用的电路材料可以在成型电路的成功上产生巨大的差异，而不会导致导体或材料断裂。用于弯曲，成型和弯曲的电路材料不能具有玻璃纤维增强材料。因此，建议不要使用具有编织玻璃的典型FR-4材料。高频刚性板中使用的几种材料不具有玻璃增强材料，并已成功应用。


世强供应商ROGERS公司推出的LCP电路材料非常适合弯曲应用，并且它们还具有非常好的高频电气性能。这些材料制成相对较薄的层压板，通常小于5mils。这种薄度有助于电路的成功弯曲。RO4534和RO4535具有更低的导体损耗的同时提升了热处理的能力，因此有更低的插入损耗和更好的信号一致性。低的介质损耗使得RO4534和RO4535可以适用于很多传统的线路板材不能满足要求的高频应用。


然而，Rogers公司另一套高频材料已经上市多年并用于成型应用： PTFE基层压板，它不含玻璃增强材料。 这些材料通常在PTFE基材上使用填料来帮助降低PTFE的高CTE，并且不会损害材料的弯曲能力。RT/duroid5880可应用于PTFE陶瓷层压板，可兼容自动化贴装，满足无铅制程能力，通过增加硬度提升在多层板结构中的可加工性，同时降低材料和加工的成本，且有助于缩小电路尺寸。


弯曲电路的基本思想是基于机械梁复合理论。举个例子，双面电路被视为一种带有信号导体的微带传输线，该信号导体位于PCB上的顶部导体层和接地层上，电路由不同层材料制成。理解弯曲很重要的一个性质是模量;模量是电路有多硬的度量。 高模量是刚性的，低模量是柔软的。 弯曲电路时，较软的材料会在电路内产生较小的应力，而当应力较小时，不同层不易断裂。


图1 双面电路


弯曲半径是另一个非常重要的参数。如果需要弯曲1/8“厚的金属板而不使金属破裂，那么具有大的弯曲半径将是有利的，当然，小的，紧密的弯曲半径更容易造成金属压裂。 小的弯曲半径会在金属上产生更多的内部应力，并容易断裂。


另一个要考虑的概念是组合梁（或电路）的中性轴。中性轴是电路内没有应力的平面。 考虑弯曲1/8“金属板内不同厚度的应力。首先，弯曲半径内侧含有金属和金属片的层会试图压缩，并因此会因压缩而产生应力。金属片的外层会因张力而承受压力。在弯曲区域的某个地方，金属会有一个过渡，那个没有应力的小过渡区域被称为中性轴。理想情况下，当电路成型时，如果中性轴上存在导体，即使考虑到弯曲半径非常小的电路，也不会断裂，因为导体内没有应力。


中性轴通常在建模弯曲，成型和弯曲电路时考虑; 我们的想法是尽可能使临界铜层尽可能接近中性轴。图1所示的微带电路的情况下，中性轴将位于地平面和信号平面之间的某处。这意味着在地平面上会有应力压缩，而在信号平面上会产生应力。如果考虑不同的结构，那么中性轴可以非常靠近信号导体层。顶部和底部分别具有作为拉伸和压缩的应力，但是横截面的几何中心中的信号层可能具有非常小的应力或没有应力。因此，可以有效地成型带状线电路而不损坏内部信号导体。

 

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全部评论（3）

  • 四处转转 Lv7 2018-08-09
    文章不错，学习了
  • 沧桑岁月 Lv8. 研究员 2018-04-21
    学习了
  • LouBing Lv7. 资深专家 2018-04-21
    好技术，应用前景广
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器件选型    发布时间 : 2016-12-06

Rogers（罗杰斯） RO3000,RO3200系列高频层压板的加工指南（中文）

型号- 3003 24X18 5R/5R R3 0100+-0007/DI,RO3200,3210 18X24 1E/1E 0500+-002/DI,RO3000,3003 12X18 1ED/1ED 0050+-0005/DI,3003 12X18 H1/H1 0400+-002/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0050+-0005/DI,3010 24X18 H1/H1 0100+-0007/DI,3206 18X12 1E/1E 0250+-001/DI,3003 12X18 HH/HH 0100+-0007/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0600+-003/DI,3010 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0350+-0015/DI,3203 12X18 H1/H1 0100+-0007/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0350+-0015/DI,3003 12X18 HH/HH 0300+-0015/DI,3003 12X18 5R/5R R3 0100+-0007/DI,3003 24X18 H1/H1 0600+-003/DI,RO3006PTFE 陶瓷,3003 12X18 5ED/5ED 0600+-003/DI,3003 24X18 HH/HH 0100+-0007/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,3003 12X18 H1/H1 0600+-003/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0100+-0007/DI,RO3203PTFE 陶瓷玻璃布,3003 24X18 HH/HH 0200+-001/DI,3003 24X18 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0150+-001/DI,3003 12X18 5R/5R 0100+-0007/DI,3010 18X12 H1/H1 0250+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0200+-001/DI,3010 24X18 HH/HH 0250+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0200+-001/DI,3003 24X18 HH/H1 0100+-0007/DI,3003 24X18 HH/HH 0300+-0015/DI,3003 12X18 H1/H1 0200+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0100+-0007/DI,3003 24X18 HH/HH 0050+-0005/DI,RO3206PTFE 陶瓷玻璃布,3003 12X18 1ED/1ED 0600+-003/DI,3003 24X18 2ED/2ED 0300+-0015/DI,3003 24X18 HH/HH 0400+-002/DI,3210 18X12 1E/1E 0250+-001/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0100+-0007/DI,3006 18X12 HH/HH 0050+-0005/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0150+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,RO3035PTFE 陶瓷,3003 12X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0900+-004/DI,3003 12X18 H1/H1 0300+-0015/DI,3003 12X18 2ED/2ED 0050+-0005/DI,3003 24X18 HH/HH 0600+-003/DI,3003 12X18 HH/HH 0600+-003/DI,3003 24X18 H1/H1 0100+-0007/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0600+-003/DI,3003 24X18 HH/H2 0050+-0005/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0150+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0300+-0015/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0900+-004/DI,3003 24X18 H1/H1 0300+-0015/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0200+-001/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0300+-0015/DI,3003 12X18 HH/HH 0050+-0005/DI,3006 24X18 H1/H1 0250+-001/DI,RO3010PTFE 陶瓷,3003 24X18 5R/5R R3 0050+-0005/DI,3210 18X12 1E/1E 0500+-002/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0100+-0007/DI,RO3003PTFE 陶瓷,3003 24X18 5ED/1ED 0050+-0005/DI,3035 18X12 1E/1E 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0300+-0015/DI,3003 12X18 5RD/5RD 0100+-0007/DI,3003 24X18 H1/H1 0200+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0300+-0015/DI,3003 24X18 1RD/1RD 0600+-003/DI,3203 24X18 HH/HH 0200+-001/DI,RO3210PTFE 陶瓷玻璃布,3206 24X18 HH/HH 0250+-001/DI,3003 12X18 HH/HH 0400+-002/DI,3203 18X48 5E/5E 0300+-0015/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0200+-001/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0150+-001/DI,3003 12X18 H1/H1 0100+-0007/DI

用户指南  -  ROGERS  - 2016年07月18日 PDF 中文 下载

【产品】适合于5G微波/毫米波功率放大器的高频电路PCB材料

为了提供5G放大器所需特性的电路材料，本文推荐Rogers（罗杰斯）公司两种不同厚度和特性的材料作为不同频率范围应用示例。对于6GHz及以下频率的5G功率放大器，厚度为20mil和30mil的陶瓷填充的电路材料，RO4385™是较好的选择。另对于毫米波频率下的5G功率放大器，厚度为5mil和10mil的RO3003™层压板就是非常合适的选择。

新产品    发布时间 : 2018-08-16

【应用】具有高散热，空间稳定性以及安装又是的厚金属覆层高频层压板

Rogers公司在高频层压板上采用厚金属覆层，从而增加了产品在散热、空间稳定以及安装方面的优势，然后通过典型性能、成本、功率与射频损耗等方面对铝、铜、黄铜进行比较，以期帮助工程师选择合适的厚金属材料，最后介绍了高频层压板加工过程的注意要点以及其在天线设计、功率放大器、微波器件等方面的应用。

应用方案    发布时间 : 2018-03-06

含聚四氟乙烯材质的罗杰斯板材RO3000系列，具有高介电强度和低介电常数，更兼容较大批量电路制造工艺

在ROGERS罗杰斯RO3000系列材料系列中，通过添加陶瓷材料，有时使用编织玻璃增强材料，来提高聚四氟乙烯（PTFE）的初始低Dk。虽然添加剂会产生一系列具有广泛Dk值选择的电路材料（从低至3到刚好高于10），但这些值都通过每个电路面板得到严格控制。通过这些添加的材料，聚四氟乙烯（PTFE）的优势在电气一致性和机械强度方面得到了增强，并且Dk值的严格公差相当令人印象深刻。

产品    发布时间 : 2024-01-25

Rogers（罗杰斯）RO3003G2™高频层压板数据手册

描述- RO3003G2™ high-frequency ceramic-filled PTFE laminates are an extension of Rogers’ industry leading RO3003™ solutions.

型号- RO3003G2™,RO3003™,RO3003G2,RO3000®

数据手册  -  ROGERS PDF 英文 下载

Rogers（罗杰斯） RT/duroid 6002,6006,6010高频层压板的加工指南

型号- RT/DUROID 6006 PTFE 陶瓷,6010LM 10X10 H1/H1 0100+-001/DI,RT/DUROID 6002PTFE 陶瓷,6002 18X24 H1/H1 0300+-001/DI,6002 18X24 H1/H1 0400+-0015/DI,6006 10X20 2E/2E 0100+-001/DI,6002 18X24 HH/HH 0050+-0005/DI,6002 18X12 5E/5E 0500+-0015/DI,RT/DUROID 6000,6002 18X12 H1/H1 1100+-004/DI,6002 18X12 1E/1E 0100+-0007/DI,6002 18X24 5E/100OHM-5E 0200+-001/DI,6002 18X24 HH/HH 0400+-0015/DI,6002 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,6002 18X12 1E/1E 1100+-003/DI,RT/DUROID 6010LM PTFE 陶瓷,6002 18X12 HH/HH 0200+-001/DI,6002 18X24 5E/50OHM-5E 0200+-0015/DI,6002 18X12 HH/HH 0500+-0015/DI

用户指南  -  ROGERS  - 2016年07月18日 PDF 英文 下载

【经验】如何解决表征PCB材料特性的不同测试电路的差异？

高频电路材料的电气特性可以有许多不同的方式来表征。例如，有些方法是采用夹具对原介质材料直接进行表征，而有些则是采用电路形式来进行。材料数据手册中的Dk和Df通常是采用夹具的方式得到的结果。然而，当比较电路测试的结果时，有时发现利用夹具测试法得到的Dk结果与利用电路法得到的Dk结果不同。

设计经验    发布时间 : 2023-08-17

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