Apa itu PCB Rogers?

Dengan berkembangnya teknologi elektronik, produksi produk elektronik membutuhkan semakin banyak bahan, seperti bahan berfrekuensi tinggi.

Ambil contoh PCB Rogers. Material PCB Rogers adalah sejenis papan frekuensi tinggi yang diproduksi oleh Rogers Company, yang berbeda dari resin epoksi papan PCB konvensional. PCB Rogers tidak memiliki serat kaca di bagian tengahnya dan merupakan material frekuensi tinggi berbasis keramik. Ketika frekuensi operasi sirkuit di atas 500MHz, jangkauan material yang tersedia bagi para insinyur desain akan sangat terbatas.

Material PCB Rogers memiliki konstanta dielektrik dan stabilitas suhu yang sangat baik, dan koefisien ekspansi termal konstanta dielektriknya sangat konsisten dengan foil tembaga, yang dapat digunakan untuk memperbaiki kekurangan substrat PTFE politetrafluoroetilena. Material ini sangat cocok untuk desain kecepatan tinggi, serta aplikasi microwave dan RF komersial.

Karena daya serap airnya rendah, bahan ini dapat digunakan sebagai pilihan ideal di lingkungan dengan tingkat kelembaban tinggi, menyediakan material dan sumber daya terkait dengan kualitas terbaik bagi pelanggan di industri papan frekuensi tinggi, dan pada dasarnya mengendalikan kualitas produk.

Secara umum, papan frekuensi tinggi PCB Rogers dapat didefinisikan sebagai papan sirkuit cetak PCB dengan frekuensi di atas 1GHz. Performa fisik, akurasi, dan parameter teknisnya sangat tinggi, dan sering digunakan dalam sistem komunikasi, sistem anti-tabrakan mobil, sistem satelit, sistem radio, dan bidang lainnya.

Klasifikasi Seri Bahan Papan PCB Rogers

Bahan papan PCB Rogers seri RO3000®:

Berdasarkan material sirkuit PTFE berisi keramik, model-modelnya adalah RO3003G2™, RO3003™, RO3203™, RO3035™, RO3006™, RO3010™, dan RO3210™. Material papan PCB Rogers seri RO4000®: laminasi hidrokarbon berisi keramik dan prepreg Ro4000 merupakan seri produk terkemuka di industri ini. Model-modelnya meliputi: RO4003C, RO4350b, RO4360G2, RO4830, RO4835T, RO4533, RO4534, RO4535, RO4725JXR, dan RO4730G3.

Bahan papan PCB Rogers RT/duroid® Laminasi:

Material sirkuit frekuensi tinggi RT/Duroid® adalah laminasi komposit yang mengandung pengisi PTFE (serat kaca acak atau keramik), yang cocok untuk aplikasi keandalan tinggi, kedirgantaraan, dan pertahanan nasional. Meliputi: RT/duroid® 5880, RT/duroid® 5880lz, RT/duroid® 5870, RT/duroid® 6002, RT/duroid® 6202, dll.

Bahan papan PCB Rogers seri TMM®:

Bahan komposit berdasarkan keramik, hidrokarbon, dan polimer termoset, nomor model: TMM3, TMM4, TMM6, TMM10, TMM10i, dan TMM13i. dll.

Analisis Detail Parameter PCB Rogers

1. Substrat papan PCB Rogers memiliki penyerapan air yang rendah, dan penyerapan air yang tinggi akan menyebabkan konstanta dielektrik dan kehilangan dielektrik saat basah.

2. Koefisien ekspansi termal substrat papan PCB Rogers dan foil tembaga harus konsisten, jika tidak, foil tembaga akan terpisah selama perubahan panas dan dingin.

3. Rugi dielektrik (Df) bahan substrat papan PCB Rogers harus kecil, yang terutama memengaruhi kualitas transmisi sinyal. Semakin kecil rugi dielektrik, semakin kecil pula rugi sinyalnya.

4. Konstanta dielektrik (Dk) substrat papan PCB Rogers harus kecil dan stabil. Secara umum, semakin kecil semakin baik; laju transmisi sinyal berbanding terbalik dengan akar kuadrat konstanta dielektrik material. Konstanta dielektrik yang tinggi mudah menyebabkan penundaan transmisi sinyal.

Saat ini, tata letak 5G global sedang berkembang pesat. Arsitektur terdistribusi stasiun pangkalan 3G/4G tradisional dapat dibagi menjadi sistem BBU, RRU, dan pengumpan antena, di mana sistem RRU dan pengumpan antena dihubungkan oleh pengumpan. Karena risiko kehilangan transmisi meningkat seiring frekuensi tinggi, arsitektur sistem RRU dan pengumpan antena yang terintegrasi dapat mengurangi kehilangan sinyal pada pengumpan dan meningkatkan efisiensi transmisi. Integrasi yang tinggi berarti sejumlah besar komponen yang tersebar digantikan oleh papan PCB, yang pada akhirnya meningkatkan penggunaan PCB per unit.

Beberapa Sifat Material PCB Rogers

 Dalam pembuatan prototipe PCB cepat, PCB Rogers adalah papan sirkuit khusus dengan ambang batas teknis tertentu, yang sulit dioperasikan dan berbiaya tinggi. Pabrik-pabrik pembuktian PCB umum terlalu sulit dibuat, atau karena jumlah pesanan pelanggan yang sedikit, mereka tidak mau atau jarang melakukannya.

Material PCB RO4350B dari Rogers memungkinkan para insinyur RF merancang sirkuit dengan mudah, seperti pencocokan jaringan, kontrol impedansi saluran transmisi, dll. Karena rugi dielektriknya yang rendah, RO4350B memiliki lebih banyak keunggulan dibandingkan material papan sirkuit biasa dalam aplikasi frekuensi tinggi. Fluktuasi konstanta dielektriknya terhadap suhu hampir paling rendah di antara material serupa. Dalam rentang frekuensi yang lebar, konstanta dielektriknya cukup stabil, yaitu 3.48, dan nilai desain yang direkomendasikan adalah 3.66. Foil tembaga LoPra™ dapat mengurangi rugi penyisipan. Hal ini menjadikan material ini cocok untuk aplikasi pita lebar.

Material PCB RO4003 Rogers dapat dihilangkan dengan sikat nilon biasa. Sebelum melakukan pelapisan tembaga tanpa listrik, tidak diperlukan perawatan khusus. Papan harus diperlakukan dengan proses resin epoksi/kaca biasa. Umumnya, lubang bekas pengeboran tidak perlu dihilangkan karena sistem resin TG tinggi (280°C+[536°F]]) tidak mudah berubah warna selama proses pengeboran. Jika noda disebabkan oleh operasi pengeboran yang agresif, resin dapat dihilangkan dengan siklus plasma CF4/O2 standar atau proses permanganat alkali ganda.

Persyaratan pemasakan material RO4000 setara dengan resin epoksi/kaca. Umumnya, peralatan yang tidak memasak pelat resin epoksi/kaca tidak perlu memasak pelat RO4003. Untuk pemasangan resin epoksi/kaca panggang sebagai bagian dari proses konvensional, kami merekomendasikan pemasakan pada suhu 300°F, 250°F (121°C-149°C) selama 1 hingga 2 jam. RO4003 tidak mengandung penghambat api. Perlu dipahami bahwa papan yang dikemas dalam unit inframerah (IR) atau yang beroperasi pada kecepatan transmisi yang sangat rendah dapat mencapai suhu di atas 700°F (371°C). RO4003 dapat mulai terbakar pada suhu tinggi ini. Sistem yang masih menggunakan perangkat refluks inframerah atau peralatan lain yang dapat mencapai suhu tinggi ini harus mengambil tindakan pencegahan yang diperlukan untuk memastikan tidak ada risiko.

RO3003 adalah komposit PTFE berisi keramik untuk material sirkuit frekuensi tinggi, yang digunakan dalam aplikasi gelombang mikro dan frekuensi radio komersial. Seri produk ini dirancang untuk memberikan stabilitas listrik dan mekanis yang sangat baik dengan harga yang kompetitif. Material PCB Rogers Ro3003 memiliki stabilitas konstanta dielektrik yang sangat baik di seluruh rentang suhu, termasuk meniadakan perubahan konstanta dielektrik ketika material kaca PTFE digunakan pada suhu ruangan. Selain itu, koefisien rugi laminasi Ro3003 serendah 0.0013 hingga 10 GHz.

Tentang PCBasic

Waktu adalah uang dalam proyek Anda – dan PCBasis mengerti. PCDasar adalah Perusahaan perakitan PCB yang memberikan hasil cepat dan sempurna setiap saat. jasa perakitan PCB termasuk dukungan teknik ahli di setiap langkah, memastikan kualitas terbaik di setiap papan. Sebagai perusahaan terkemuka Produsen perakitan PCB, Kami menyediakan solusi terpadu yang menyederhanakan rantai pasokan Anda. Bermitralah dengan tim kami yang canggih. Pabrik prototipe PCB untuk penyelesaian yang cepat dan hasil terbaik yang dapat Anda percaya.

Apa itu Bahan FR4?

Sebelum memutuskan untuk memilih PCB FR4 atau Rogers, penting untuk menentukan material FR4 terlebih dahulu. Material FR4 adalah substrat yang sangat umum untuk papan sirkuit, yang dibuat dengan melaminasi kain fiberglass dengan resin epoksi. Keunggulan utamanya adalah biaya rendah dan kekuatan mekanis yang baik, sehingga banyak digunakan dalam berbagai produk elektronik umum, seperti motherboard komputer dan papan sirkuit TV.

Namun, ketika sirkuit Anda perlu mentransmisikan sinyal frekuensi tinggi, material FR4 tampaknya kurang memadai. Hal ini disebabkan oleh perubahan konstanta dielektriknya terhadap frekuensi, yang menyebabkan kehilangan sinyal yang besar dan penurunan kinerja.

Bahan PCB FR4 atau Rogers: Mana yang Harus Kita Pilih?

Berikut tabel perbandingan antara bahan dielektrik FR4 dan bahan PCB Rogers, yang menunjukkan perbedaan dalam sifat utama, kinerja, dan kesesuaian aplikasi:

Saat memilih antara bahan dielektrik FR4 dan bahan PCB Rogers, faktor terpenting adalah di mana sirkuit Anda akan digunakan:

FR4: Jika Anda menggarap produk elektronik frekuensi rendah untuk keperluan umum dengan anggaran terbatas, maka FR4 sudah cukup bagus.

PCB Rogers: Tetapi jika sirkuit Anda perlu menangani sinyal RF, gelombang mikro, atau sinyal digital berkecepatan tinggi (seperti komunikasi 5G atau sistem radar), lebih baik menggunakan PCB Rogers karena menawarkan kinerja yang lebih stabil dan kehilangan sinyal yang lebih rendah.

Tentu saja, terkadang kedua material tersebut dapat digunakan bersama-sama — menggabungkan material papan sirkuit Rogers dan material dielektrik FR4 pada papan yang sama. Dengan cara ini, Anda dapat memastikan kinerja sekaligus menghemat biaya. Pendekatan ini umum digunakan dalam banyak aplikasi tingkat lanjut.

PCB Rogers & PCB PTFE: PCB Frekuensi Tinggi

Di bidang frekuensi radio (RF) dan gelombang mikro, PCB PTFE (polytetrafluoroethylene PCB) merupakan papan sirkuit frekuensi tinggi yang sangat penting. Keunggulannya antara lain kehilangan sinyal yang sangat rendah, kinerja transmisi yang kuat, dan ketahanan terhadap suhu tinggi. Oleh karena itu, PCB PTFE sering digunakan pada perangkat dengan persyaratan kinerja tinggi, seperti radar, komunikasi satelit, stasiun pangkalan 5G, modul komunikasi frekuensi tinggi, dan sebagainya.

Banyak material PCB Rogers berkualitas tinggi sebenarnya dikembangkan berdasarkan PTFE. Misalnya, seri RT/duroid Rogers dan seri RO3000 semuanya termasuk dalam PCB PTFE. Material-material ini dapat mempertahankan konstanta dielektrik yang stabil di lingkungan frekuensi tinggi, dengan kehilangan transmisi sinyal yang sangat rendah, sehingga sangat cocok untuk sirkuit berkecepatan tinggi dan RF.

Sebaliknya, PCB FR4 tradisional berkinerja kurang baik pada frekuensi tinggi: konstanta dielektriknya tidak stabil dan sinyalnya rentan terhadap atenuasi, sehingga mustahil menghasilkan produk berkinerja tinggi. Jadi, jika Anda mengerjakan proyek frekuensi tinggi atau keandalan tinggi, seperti 5G atau radar, akan lebih tepat untuk memilih material papan sirkuit Rogers atau PCB PTFE.

Pita Frekuensi Tinggi Memaksa Material PCB Menjadi Frekuensi Tinggi

Saat ini, tata letak 5G global sedang berkembang pesat. Arsitektur terdistribusi stasiun pangkalan 3G/4G tradisional dapat dibagi menjadi sistem BBU, RRU, dan pengumpan antena, di mana sistem RRU dan pengumpan antena dihubungkan oleh pengumpan. Karena risiko kehilangan transmisi meningkat seiring frekuensi tinggi, arsitektur sistem RRU dan pengumpan antena yang terintegrasi dapat mengurangi kehilangan sinyal pada pengumpan dan meningkatkan efisiensi transmisi. Integrasi yang tinggi memungkinkan sejumlah besar komponen yang tersebar digantikan oleh papan PCB, yang pada akhirnya meningkatkan penggunaan PCB per unit.

Era 5G harus memanfaatkan pita frekuensi tinggi (3GPP telah menetapkan bahwa rentang frekuensi yang didukung oleh 5GNR adalah 450MHz-52.6GHz) karena:

1. Setelah iterasi empat generasi pertama teknologi komunikasi, sumber daya di pita frekuensi rendah telah terisi, dan tidak banyak sumber daya yang tersedia untuk pengembangan 5G;

2. Semakin tinggi frekuensi, semakin banyak informasi yang dapat dimuat, semakin kaya sumber daya, dan dengan demikian semakin tinggi laju transmisi (misalnya, hanya lima kanal 20MHz yang dapat dibagi dalam 100MHz, sementara 50 kanal 20MHz dapat dibagi dalam 1GHz). Akibat fenomena resonansi yang disebabkan oleh beban dan pengaruh efek saluran transmisi, semakin tinggi frekuensi gelombang elektromagnetik, semakin parah pula redamannya. 

Untuk mewujudkan transmisi yang efisien pada frekuensi tinggi, kehilangan sinyal pada transceiver dan perangkat transmisi perlu dikendalikan. Perangkat bantalan yang sesuai akan diganti dari pelat biasa menjadi pelat frekuensi tinggi (seperti material Rogers PCB RO4350). Khususnya, antena terminal awalnya menggunakan FPC (papan sirkuit cetak fleksibel) dengan PI sebagai material utama. Namun, karena konstanta dielektrik (Dk, kemampuan media untuk memblokir elektron) dan kehilangan dielektrik (Df, kemampuan media transmisi untuk mengubah energi listrik menjadi energi panas), efisiensi transmisi menjadi rendah. Oleh karena itu, tren penggantian PI dengan polimer kristal cair (LCP) dengan Dk dan Df yang lebih rendah semakin menonjol. 

Saat ini, LCP telah diperkenalkan ke ponsel Apple, dan material LCP diperkirakan akan menjadi material utama di masa mendatang. Sebagai contoh, Apple, harga satu modul LCP di iPhone X sekitar 4-5 dolar AS/antena.

Stasiun pangkalan juga membutuhkan material frekuensi tinggi (seperti material Rogers PCB RO4350). Saat ini, skema yang umum digunakan adalah polytetrafluoroethylene (PTFE) atau PCB hidrokarbon (dengan sifat dielektrik yang sangat baik). Biaya satuan meningkat sekitar 1.5-3 kali lipat. Papan AC frekuensi tinggi dibutuhkan di RRU stasiun pangkalan 3G/4G. Di antaranya, material frekuensi tinggi (seperti material Rogers PCB RO4350) dibutuhkan untuk PCB penguat daya RF. Permintaan papan PCB frekuensi tinggi (seperti material Rogers PCB RO4350) untuk papan AC frekuensi menengah dan tinggi 5G AAU akan meningkat, dan jumlah material frekuensi tinggi yang digunakan dalam papan PCB akan meningkat, sehingga meningkatkan nilai sebuah papan.

Papan PCB frekuensi tinggi adalah jenis khusus laminasi berlapis tembaga dengan substrat gelombang mikro frekuensi tinggi, juga disebut papan PCB gelombang mikro frekuensi tinggi, yang dapat diproses lebih lanjut menjadi PCB frekuensi tinggi. Papan PCB Rogers yang terbuat dari material frekuensi tinggi PCB Rogers banyak digunakan di stasiun pangkalan komunikasi dan antena penerbangan, dengan permintaan tinggi dan prospek pasar yang menjanjikan.

Sebagai pemasok pelat khusus terkemuka di dunia, Rogers Board memiliki pangsa pasar global lebih dari 50% dan memiliki 20 tahun pengalaman industri di bidang frekuensi radio antena stasiun pangkalan. Perusahaan ini telah mendirikan pusat R&D ketiga di Amerika Serikat, yang berfokus pada R&D produk 5G, dan telah meluncurkan papan frekuensi tinggi untuk antena RF 5G. Dengan perluasan skala komersial 5G, perusahaan ini akan segera menghadirkan fleksibilitas kinerja tinggi.

Pasar menyadari bahwa 5G memiliki permintaan yang besar untuk papan frekuensi tinggi, tetapi tidak menyadari bahwa elastisitas permintaan terbesar adalah papan PCB Rogers untuk antena stasiun pangkalan. Karena pita frekuensi aplikasi 5G lebih tinggi daripada 4G, adaptasi terhadap papan PCB Rogers gelombang milimeter diperlukan, dan tren pengembangan antena akan beralih ke multi-penerimaan, multi-transmisi, dan miniaturisasi. Jumlah port antena telah meningkat dari 4-port dan 8-port tradisional menjadi 64-port dan 128-port, dan permintaan papan PCB Rogers untuk aplikasi antena telah meningkat drastis.

Setelah riset industri, diperkirakan secara konservatif bahwa biaya pengadaan material inisialisasi untuk antena 5G adalah 3-4 kali lipat biaya antena multimode 4G, dan jumlah papan PCB Rogers yang digunakan pada antena multi-penerima dan multi-pemancar lebih tinggi daripada antena multimode. Oleh karena itu, pangsa pasar papan frekuensi tinggi untuk antena stasiun pangkalan 5G meningkat setidaknya 4-6 kali lipat. Dengan hadirnya era komersial 5G, pasar papan PCB Rogers memiliki prospek yang luas.