【技术】罗杰斯分析粘结材料如何降低多层毫米波PCB的损耗？

时间： 2021-09-18 来源：ROGERS

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电路损耗随着频率的增加而增加，在过去该特性限制了印刷电路板（PCB）的毫米波（mmWave）的应用。但是，当毫米波范围内可用的频谱的电路需求增加，为满足这些需求，电路设计人员开始尝试使用新式的低损耗电路材料，或由多层不同的电路材料组成的混合电路。例如用于高速、高频电路的极低损耗电路材料，以及更具成本效益的的FR-4材料用于不需要低损耗特性的地层、电源层和控制线等。第五代（5G）新射频（NR）蜂窝无线基站、短距离高速数据链和汽车雷达系统等应用，也在推动对毫米波电路及其所需的低损耗电路材料的需求。幸运的是，有若干种低损耗的电路材料可用于毫米波电路。此外，多层毫米波PCB的一个关键成分-粘结材料或半固化片-其性能已经可将电路在毫米波频率范围内损耗降至最小。

半固化片在不同电路材料之间实现电绝缘，同时也是一种粘结材料，可将多层PCB中的电路层固定在一起。在毫米波电路中，尽管有诸多电气和机械特性可对其进行表征，但其电气损耗是首要的关注点。通常，PTFE的半固化片表现出非常低的损耗，若与PTFE电路层压板相结合，可在多层PCB中提供极低损耗性能。如果使用PTFE半固化片组装多层电路，需要PCB加工商进行熔粘，将各层粘结在一起。但是，在多层PCB熔粘PTFE半固化片这项技术中有能力、有经验的PCB加工商数量相当有限。因此，PTFE半固化片具有出色的电气性能，但在大规模的PCB制造工艺中进行处理，可能具有挑战性，必须仔细在电气性能与使用PTFE半固化片的实际制造工艺之间的权衡情况。

对于大量毫米波应用产品的PCB，这些权衡有助于指导最优半固化片的选择。罗杰斯公司（ROGERS Corp.）的RO4450F™是著名且常用的半固化片，尽管它可能不是多层毫米波PCB的首选，但对PCB工业制造进程十分友好，兼容常规PCB制造工艺。在大批量的情况下，其损耗因子（Df）在10GHz时的为0.004，这对于许多射频和微波应用来说是很好的优势。对于达到24GHz或更高毫米波频率范围的信号（信号功率更有限）来说，这种损耗在某些设计来说也是可以接受的。虽然RO4450F半固化片已被用于损耗性能不太关键的毫米波电路应用，但如果电路应用对损耗性能要求更高，就需要损耗因子更低的半固化片。

相比之下，罗杰斯公司的2929型粘结材料（类似于半固化板）可以将多层PCB的不同层固定在一起。它的损耗因子比RO4450F半固化片更低，在10GHz时为0.003，这意味着更高频率下的电路损耗更小。当这种粘结材料与极低损耗的电路层压材料相结合时，在毫米波频率范围内可实现具有极低损耗的多层PCB电路。

由于在毫米波频段信号功率的设定，如在高分辨率雷达应用中的这些电路而言，损耗因子值低于0.003的低损耗材料是必不可少的。罗杰斯SpeedWave™ 300P半固化片具有极低的损耗特性，在10GHz的损耗因子仅0.002，从而使其成为许多需要低损耗特性的新兴毫米波电路的候选材料的佼佼者。它可以提供不同的厚度和玻璃布种类，包括开纤和开窗玻璃布，从而为多层电路设计者提供了更大的灵活性。厚度和玻璃布种类的选择对半固化片的损耗因子影响非常小，取决于选择方案，在10GHz频率下其损耗因子的范围为0.0019到0.0022。同样的，对于所有厚度和玻璃布种类而言，在10GHz的频率下Z向（厚度）介电常数范围为3.0到3.3。为了尽可能减少毫米波频段下玻璃纤维的影响，建议使用开纤玻璃布的半固化片，因此1035系列（厚度为0.0020或0.0025英寸）和1078系列（厚度为0.0030或0.0035英寸）的SpeedWave 300P半固化片是更合适的选择。

为了更好地理解半固化片和电路层压板组合在高频损耗方面的特性，选取罗杰斯公司的CLTE-MW™电路层压板与SpeedWave300P半固化片制作了带状线测试电路进行性能评估。CLTE-MW是玻璃布增强的PTFE层压板，损耗也非常低，在10GHz下其损耗因子为0.0015。采用高性能的测试设备测试半固化片和层压板的电路特性，包括测试毫米波频率范围内信号频率、相位和振幅等，得到在77GHz的频率下电路的插入损耗为2.25dB/in。77GHz的频率属于高级驾驶辅助系统（ADAS）汽车安全应用毫米波雷达采用的频率，在该频率下，对于带状线而言，CLTE-MW与SpeedWave300P组合的特性是十分低的损耗特性。这种传输线插入损耗与目前的77GHz雷达应用相比有一定的优势。尽管目前的雷达应用的混合多层电路高频部分主要采用的微带线传输线。由于微带线的电场部分与空气作用使得损耗较低，但是，作为多层混合印制电路板的一部分，带状线在许多新型高分辨率77GHz雷达中也逐渐得到了广泛的应用。这种情况下，半固化片的损耗因子对于带状线混合电路在毫米波频段的总体损耗起着重要的作用。

另一方面，在新型高精度雷达电路的更高频段下，传输线和其他电路结构的阻抗匹配对于保持低损耗以及最小信号反射也至关重要。通过将半固化片的介电常数值与毫米波电路的低损耗层压板的介电常数值相匹配，可以减小阻抗变化，得到更好的阻抗一致性。SpeedWave 300P在10GHz下的典型Z向介电常数为3.16，而CLTE-MW层压板的典型Z向介电常数为2.94到3.02，因此，该半固化片能够很好地与CLTE-MW层压板搭配使用从而获得更加性能。

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本文由董慧转载自ROGERS，原文标题为:#ROG Blog#第五十四期 | 粘结材料如何降低多层毫米波PCB的损耗，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。

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【技术大神】PTFE多层板粘结片的选择

罗杰斯的PTFE板材可以和大多数粘结片相兼容，但粘结片需对其可靠性进行考量，且在压合需要关注时间、温度和压力三个关键点。

技术探讨发布时间 : 2016-08-11

Rogers（罗杰斯）高频层压板材料和粘结材料选型指南（中文）

描述- 罗杰斯公司是世界级领先的高性能电介质、高频层压板和半固化片生产商，产品广泛应用于高可靠性、无线与有线（数字）基础设施、汽车雷达传感器、卫星电视、移动互联网设备和高级芯片封装中的微波和射频印制电路、以及相关应用。

型号- RO4534,RO3203,RO4533,TC 系列,KAPPA® 438,RO4003C,RO4533™,5880LZ,ISOCLAD933,CLTE-MW,ISOCLAD 933,RT/DUROID 6002,CUCLAD 217,RO3035™,COOLSPAN® TECA,RO4725JXR™,CUCLAD,CLTE™,6010.2LM,TMM®,CLTE-AT™,RT/DUROID 6006,RO4730G3 LOPRO®,RO4003C LOPRO®,RO4534™,XTREMESPEED™R01200M,RO4835T™,6002,RO3210,AD1000™,R03003™,AD350A™,10I,AD255C™-IM,RO3006™,RO4730G3™,RO3010™,TC600™,RO3206,AD 系列™,RO4535,RT/DUROID 6202PR,RO4535™,RT/DUROID5870,RO4835 LOPRO®,RO4534 LOPRO®,RO4533 LOPRO®,ISOCLAD917,6250,RO4730G3 ED,AD250C™,RO3003G2™,RO4360G2,ISOCLAD® 917,CUCLAD 233,RT/DUROID® 5880LZ,6006,TC600,RO4835™,RO4535 LOPRO,AD300D™-IM™,RO3035,RO4835IND™ LOPRO,TMM 13I,R03206,MAGTREX® 555,CLTE-XT™,RO3210™,AD255™,AD300™,RO3206™,TMM® 3,RO4350B LOPRO®,TMM 10,RT/DUROID® 5870,TC350,RO4360G2™,RO3003,CLTE-MW™,RO3000,CLTE,DICLAD® 880,RO3003G2,13I,RO4350B,CUCLAD 250,RT/DUROID 5870,DICLAD 527,DICLAD527,AD255C™,RO3003™,6700,DICLAD 880,CLTA™,DICLAD® 527,RT/DUROID 5880LZ,RO3000® 系列,RO4000® 系列,RT/DUROID 6202,TC350 PLUS,RO4350B™,6202,RO3010,RT/DUROID 6035HTC,DICLAD® 系列,ISOCLAD® 系列,RO4450F™,AD300D™,CUCLAD® 系列,RT/DUROID 5880,AD350™,AD350,R04450T™,DICLAD 870,6202PR,SPEEDWAVE® 300P,ANTEO™,CLTE-XT,RO3006,RO4830™,TMM 10I,AD1000,5880,AD300,TMM 6,TMM 4,RT/DUROID 6010.2LM,CU4000 LOPRO,RO3203™,RO4003C™,AD250™,2929,TC350™,DICLAD® 870,R04460G2™,588018X12H1/H1R30200+-001DL,R03203™,CU4000,CLTE-AT,DICLAD® 880-IM,CLTE 系列™,AD250,6035HTC,AD255,RO4835,RO3003M™,CUCLAD® 217

选型指南 - ROGERS - 2023/7/25 PDF 中文下载

ROGERS 半固化片选型表

罗杰斯/ROGERS提供以下技术参数的半固化片选型，超低损耗，介电常数（Dk）：2.28-10.02，正切角损耗（Df）：0.002-11.2，超大尺寸：24inchX36inch 、25.5inchX18inch、48inchX36inch等，超薄介质。

产品型号	品类	产品系列	介电常数（Dk）	正切角损耗（Df）	厚度(mils)(mm)(μm)	尺寸(inch)	导热系数W/(m·K)
3003 BOND PLY 25.5X18 005 R3	半固化片	RO3003	3.00±0.04	3	0.005” (0.13mm)	25.5X18	0.5

选型表 - ROGERS 立即选型

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。

原厂动态发布时间 : 2024-10-16

Rogers（罗杰斯） RO3000系列线路板材料RO3003/RO3006/RO3010/RO3035高频层压板数据手册

型号- 3003 24X18 5R/5R R3 0100+-0007/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,3003 12X18 HH/HH 0100+-0007/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0600+-003/DI,3010 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,3010 18X12 1E/1E 0050+-0005/DI,3003 12X18 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0350+-0015/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0350+-0015/DI,3003 12X18 HH/HH 0300+-0015/DI,3003 12X18 5R/5R R3 0100+-0007/DI,RO3035™,3003 24X18 H1/H1 0600+-003/DI,RO3003™,3003 12X18 5ED/5ED 0600+-003/DI,RO3006PTFE 陶瓷,3003 12X18 HH/HH 0200+-001/DI,3003 24X18 HH/HH 0100+-0007/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,RO3003陶瓷聚四氟乙烯粘结片,3003 12X18 H1/H1 0600+-003/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0100+-0007/DI,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,3006 18X12 H1/H1 0050+-0005/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,3003 12X18 1ED/1ED 0600+-003/DI,3003 24X18 2ED/2ED 0300+-0015/DI,3003 24X18 HH/HH 0400+-002/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0100+-0007/DI,RO3000® SERIES,3006 18X12 HH/HH 0050+-0005/DI,RO3006™,3003 24X18 1ED/1ED 0150+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,RO3035PTFE 陶瓷,3003 12X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,RO3010™,RO3010陶瓷聚四氟乙烯粘结片,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,RO3006陶瓷聚四氟乙烯粘结片,3003 24X18 5R/5R R3 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0100+-0007/DI,RO3003PTFE 陶瓷,3003 24X18 5ED/1ED 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0300+-0015/DI,3035 18X12 1E/1E 0050+-0005/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,3003 12X18 HH/HH 0400+-002/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0200+-001/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0150+-001/DI,3003 12X18 H1/H1 0100+-0007/DI

数据手册 - ROGERS - Revised 1105 - 2015年04月05日 PDF 英文下载

【产品】高Tg温度、适用于连续多层压合的RO4450F™,RO4450T™和RO4460G2™半固化片材料

罗杰斯（Rogers）推出的RO4000®电介质材料长期以来都与FR-4芯板以及半固化片一起进行混压，从而实现标准FR-4多层设计的性能升级。 RO4003C™，RO4350B™，RO4360G2™，RO4835™，RO4835T™和RO4000LoPro®这些玻璃布增强、碳氢树脂/陶瓷填料的层压板已经用于那些因有操作频率、介电常数、或者高速信号要求而需要高性能板材的信号层中。

新产品发布时间 : 2019-03-03

罗杰斯电路材料-天线级电路层压板AD®、IMT、RO4000®系列助力优化射频天线设计和性能

随着RF天线设计不断发展，尤其是考虑到5G的高容量需求，单频无源天线正被更为复杂的多频和宽频天线取代。高性能天线对于固定和移动无线通信系统及IoT（物联网）的运营至关重要。

应用方案发布时间 : 2024-09-06

RO4400™ 系列半固化片数据资料表 RO4450B™, RO4450F™，RO4450T™和RO4460G2™半固化片

型号- RO4360G2™,RO4400™,RO4003C,RO4350B,RO4360G2,RO4835T,RO4460G2™,RO4003C™,RO4835™,RO4460G2,RO4000 LOPRO®,RO4400,RO4835T™,RO4450B™,RO4000,RO4350B™,RO4450B,RO4450F™,4450T,RO4450F,4450B,RO4460G,4460G2,RO4450T™,RO4835,4450F,RO4450T

数据手册 - ROGERS - 2018/06/06 PDF 中文下载

Rogers（罗杰斯）高频层压板材料和粘结材料选型指南（英文）

描述- Rogers Corporation is the world’s leading manufacturer of high performance dielectrics, laminates and prepregs used in microwave and RF printed circuit and related applications in Aerospace & Defense, Wireless & Wireline (digital) Infrastructure, Automotive Radar Sensor, Satellite TV, Mobile Internet Device and High End Chip Scale Packaging.

型号- RO4534,RO3203,RO4533,KAPPA® 438,RO4003C,RO4533™,AD300D-IM,CLTE-MW,COOLSPAN,ISOCLAD 933,RT/DUROID 6002,CUCLAD 217,AD255C,RO3035™,AD300D,COOLSPAN® TECA,RO4725JXR™,AD250TM,CUCLAD,CLTE™,6010.2LM,CLTE-AT™,RT/DUROID 6006,RO4003C LOPRO®,RO4730G3 LOPRO®,RO4534™,XTREMESPEED RO1200,CLTE SERIES,CUCLAD® 6250,RO4835T™,6002,RO3210,RO4350B LOPRO,AD350A™,AD255C™-IM,RO3006™,RO4730G3™,RO3010™,TC600™,RO3206,RO4535,RT/DUROID 6202PR,RO4535™,RO4835 LOPRO®,RO4534 LOPRO®,RO4533 LOPRO®,6250,RO4730G3 ED,TC600TM,AD255TM,RT/DUROID 6202PR 0.005",AD250C™,RO3003G2™,RO4360G2,ISOCLAD® 917,CUCLAD 233,RADIX,RT/DUROID® 5880LZ,AD350A,6006,TC600,RO4835™,RO4535 LOPRO,TMM®10,AD300D™-IM™,DICLAD,RO3035,RO4835IND™ LOPRO,KAPPA,RO4000,TMM 13I,AD SERIES,RO4730G3,CLTE SERIES™,MAGTREX® 555,TMM®13I,ISOCLAD,CLTE-XT™,RO3210™,CUCLAD 6700,TMM® 3,RO3206™,RO4350B LOPRO®,ANTEO,RT/DUROID 6202PR 0.020",XTREMESPEED™ RO1200™,TMM 10,RT/DUROID® 5870,TC350™ PLUS,TC350,RO4360G2™,RO3003,RT/DUROID 6010.2 LM,CLTE-MW™,RO3000,CLTE,DICLAD® 880,RO3003G2,588018X12H1/H1R30200+-001DI,RO4350B,AD300TM,CUCLAD 250,RT/DUROID 5870,DICLAD 527,RO4835T,AD255C™,RO3003™,6700,RO4460G2™,DICLAD 880,DICLAD® 527,RT/DUROID 5880LZ,RT/DUROID 6202,RO4835IND,TC350 PLUS,AD350TM,RO4350B™,6202,RO3010,RT/DUROID 6035HTC,RO4450F™,RO4835 LOPRO,AD300D™,RT/DUROID 5880,RT/DUROID 6202PR 0.010",DICLAD 880-IM,AD350,KAPPA 438,DICLAD 870,6202PR,SPEEDWAVE® 300P,ANTEO™,CLTE-XT,RO3006,RO4830™,RO4830,TMM 10I,5880,AD300,AD255-IM,RT/DUROID,TMM 6,TMM 4,TMM®10I,DICLADR 880-IM,RT/DUROID 6010.2LM,TC350 TM,CU4000 LOPRO,RO3203™,ISOCLAD 917,RO4003C™,2929,TC350™,RO4460G2,DICLAD® 870,RO4450F,TMM,CLTE-AT,RO4450T™,TMM®4,AD250,AD250C,TC SERIES,TMM®3,6035HTC,AD255,RO4835,CUCLAD® 217,TMM®6,RO4450T

选型指南 - ROGERS - REV. 12/ 2023 - 12/ 2023 PDF 英文下载