高周波アプリケーションのための特殊ロジャース HDI PCB:特性,利点,性能

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5G MMWaveベースステーションから自動車レーダーシステムまでの高周波電子機器の世界では、標準FR4 PCBが不足しています。これらのデバイスは、28GHz+で信号の完全性を維持し、熱応力に抵抗し、小型化を可能にする基質を要求します。 Special Rogers HDI PCBS：Rogersの高性能ラミネートとHDI（高密度の相互接続）テクノロジーで設計されているため、比類のない電気安定性、低信号損失、コンパクトな設計を実現します。

グローバルロジャースPCB市場は、5Gの拡張、EVレーダーの採用、航空宇宙/防衛需要に起因する2030年までの7.2％CAGR（Grand View Research）で成長すると予測されています。エンジニアとメーカーにとって、ロジャースHDI PCBのユニークな特性を理解することは、厳格な高周波要件を満たす製品を構築するために重要です。このガイドは、主要な機能を分解し、それらを従来のFR4 PCBと比較し、データ駆動型の洞察と実際のアプリケーションの例を使用して、LTサーキットのRogers HDIソリューションが際立っている理由を強調しています。 28GHz 5Gセンサーまたは77GHzの自動車レーダーを設計するかどうかにかかわらず、これらの洞察はピークパフォーマンスのロックを解除するのに役立ちます。

キーテイクアウト
1. Rogers HDI PCBは、2.2〜3.8（vs。FR4の4.0–4.8）の誘電率（DK）と0.0009の低い（DF）を28GHzで60％の信号損失をカットします。
2.HDI統合（Microvias、Fine Traces）は、小型の5Gおよびウェアラブルデバイスに重要な標準的なRogers PCBよりも2倍高いコンポーネント密度（1,800コンポーネント/Sq.in）を可能にします。
3.ロジャーズラミネート（0.69〜1.7 w/m・k）の温め導電率は、FR4（0.1〜0.3 w/m・k）よりも3倍高く、EV BMSのような高出力用途での過熱を防ぎます。
4.従来のFR4 HDIと比較されたRogers HDI PCBは、10GbpsデジタルデザインでBER（ビットエラー率）を50％削減し、MMWAVEパフォーマンスの3GPP 5G NR標準を満たします。
5.LT回路のRogers HDIソリューションには、カスタムスタックアップ、レーザー掘削マイクロバイア（4mil）、および厳格な品質管理が含まれます。

特別なロジャースHDI PCBとは何ですか？
Special Rogers HDI PCBは2つの重要なテクノロジーを組み合わせています。

1. rogersの高性能ラミネート：高周波安定性、低信号損失、熱回復力のために設計されています（例：Rogers 4350b、4003c、6010）。
2.HDI製造：レーザードリルマイクロバイア（4〜6mil）、細かいラインエッチング（2.5milトレース/スペース）、およびシーケンシャルラミネーション - コンパクトで密なデザインを有効にします。

標準のRogers PCB（スルーホールVIASおよびより大きな痕跡を使用）とは異なり、Rogers HDI PCBは小型化された高周波デバイスに最適化されています。彼らは、信号損失のすべてのDBが重要であるアプリケーションで優れています。

HDI PCBのコアロジャースラミネートシリーズ
ロジャースは、特定の高周波ニーズに合わせた複数のラミネートファミリを提供しています。以下の表は、HDIデザインの最も一般的なオプションを強調しています。

重要な洞察：5G MMWave（28GHz）の場合、Rogers 4350Bはパフォーマンスとコストのバランスをとります。低DF（0.0037）は、FR4で2.5db/インチvs. 2.5db/インチを保証します。

特別なロジャースHDI PCBの主要な機能
Rogers HDI PCBSは、3つの交渉不可能な機能、優れた誘電特性、高度な熱管理、極端な小型化の3つの機能で際立っています。これらの属性により、高周波設計のゴールドスタンダードになります。
1。誘電特性：28GHz+の安定した信号
基質の誘電率（DK）および損失接線（DF）は、高周波数で直接衝撃信号整合性（SI）に影響を与えます。 Rogers Laminatesは両方を最小限に抑えるために設計されており、一貫したパフォーマンスを確保します。

A.low、安定したDK：ロジャース材料は、温度（-40°Cから125°C）および周波数にわたって±5％以内のDKを維持します。たとえば、Rogers 4350BのDKは、25°Cから125°Cに加熱された場合、自動車および航空宇宙用のアプリケーションでは批判的です。
 B.ultra-low DF：0.0009という低いDF（Rogers 3003）は、最小限の信号減衰を意味します。 28GHzでは、これはFR4より60％少ない損失に変換されます（DF = 0.02–0.04）。

現実世界の影響：Rogers 4350B HDI PCBを使用した5Gの小さなセルは、FR4 HDIの4Gbpsデータレートを有効な28GHzで95％SIマージンを維持しました。

2。熱管理：高出力設計での過熱を防ぎます
高周波成分（たとえば、5G PA、レーダートランシーバーなど）は、かなりの熱を生成します。 Rogers HDI PCBSは、FR4よりも3倍速く熱を放散します。

A.高熱伝導率：Rogers 6010は1.7 W/M・Kを提供します。2WPAの温度を20°C対FR4に下げるのに十分です。
b。節バイアスおよび銅面：HDIのレーザー掘削された熱バイアス（4〜6mil）と2オンスの銅の電力面は、内層への効率的な熱経路を作り出します。
 C.耐性抵抗：ロジャースのラミネートは、<0.1％の湿気（vs. FR4の0.2〜0.3％）を吸収し、湿度の高い環境での熱分解を防ぎます。

ケーススタディ：Rogers 6010 HDI PCBを使用したEVレーダーモジュールは、層間剥離なしで1,000の熱サイクル（-40°Cから125°C）を生き延びました。

3。小型化：小さなスペースでより多くの機能を梱包します
HDIテクノロジーは、Rogersラミネートを超コンパクトデザインに変換し、ウェアラブル、5Gモジュール、自動車センサーにとって重要です。主要な小型化機能：

A.ファイントレース/スペース：レーザーエッチングは、2.5mil（0.063mm）トレース/スペースを有効にします。
B.ミクロビアス：レーザードリル型ブラインド/埋葬バイアス（直径4〜6mil）は、穴のバイアスを排除し、ボードスペースの50％を節約します。
 C.高層カウント：シーケンシャルラミネーションは、1.6mmボードの8〜16層スタックをサポートします。

例：Rogers HDI PCBSを使用したウェアラブルヘルスセンサーは、30mm×30mmフットプリント— VSで2.4GHz Bluetoothチップ、3軸アクセルメーター、およびバッテリー管理回路に適合します。標準のRogers PCBの45mm×45mm。

Rogers HDI PCBS vs.従来のFR4 HDI PCBS：直接比較
Rogers HDIとFR4 HDIのパフォーマンスギャップは、特に高周波数でも堅調です。以下は、重要な違いのデータ駆動型の内訳です。

クリティカルテイクアウェイ：6GHzを超えるデザインの場合、FR4 HDIは実行可能ではありません。高いDFと信号損失により、5Gまたはレーダーの標準を満たすことができません。 Rogers HDIは唯一の実用的なソリューションです。

LT回路を備えたRogers HDI PCBの利点
LTサーキットのRogers HDIソリューションは、原材料のパフォーマンスを超えています。彼らは、精密な製造、カスタム設計サポート、および厳格な品質管理を組み合わせて、信頼できる高収量ボードを提供します。
1。信号の整合性の最適化
LTサーキットのエンジニアリングチームは、SIのすべてのRogers HDI設計を最適化しています。

A. Impedance Control：3Dフィールドソルバーを使用して、±5％の耐性を持つ50Ω（シングルエンド）および100Ω（微分）インピーダンスを維持します。
B.Layer Stackup Design：「Signal-Ground-Signal」（SGS）サブスタックを推奨して、微分ペアでCrosstalkを40％削減します。
C.VIAスタブの最小化：ブラインドバイアス（スタブなし）とスルーホールにバックドリルを使用し、28GHzで信号反射を排除します。

テスト結果：5G用のLT回路Rogers 4350B HDI PCBは、28GHzで0.7dB/インチ信号損失を達成しました。

2。複雑なHDIの製造専門知識
ロジャースのラミネートは、FR4よりもプロセスが困難です。LT回路の特殊な機器とプロセスにより、一貫性が確保されます。

A.レーザー掘削：±1μM精度で4milマイクロバイアにUVレーザー（355NM）を使用します。
B.シーケンシャルラミネーション：2〜3ステップで8〜16層スタックを構築し、±3μm層のアライメント（競合他社の場合は±10μm）を確保します。
 C.プレート：20μm電解銅をマイクロバイアスに適用し、95％の充填率を達成します。

3。ターゲットアプリケーションのカスタマイズ
LTサーキットは、特定の高周波ニーズに合わせてエンドツーエンドのカスタマイズを提供します。

A.ラミネートセレクション：顧客を適切なロジャースシリーズ（例えば、5Gで4350B、自動車レーダーの6010）に導きます。
B.表面仕上げ：5GベースステーションのENIG（18か月の貯蔵寿命）、消費者デバイスの浸漬シルバー（費用対効果）。
 C.テスト：28GHz+ SIのVNA（ベクトルネットワークアナライザー）テスト、品質を介してX線、信頼性のためのサーマルサイクリングを含む。

4。品質管理と認定
LTサーキットのマルチステップの品質保証により、すべてのRogers HDI PCBがグローバル基準を満たしていることが保証されます。

A.インラインAOI：生産中に表面欠陥（例えば、痕跡の欠落、はんだブリッジ）の99％を検出します。
B.Flying Probe Testing：Netsの100％の電気連続性を検証します。高密度設計のために批判的です。
c.認証：ISO 9001、IATF 16949（自動車）、およびUL 94 V-0（火炎遅延） - 5G、自動車、および航空宇宙要件を測定します。

Rogers HDI PCBの実世界のアプリケーション
Rogers HDI PCBは、高周波性能と小型化が交渉不可能な業界にとって不可欠です。以下は重要なユースケースです。
1。5gmmwave（28GHz/39GHz）
ニーズ：低い信号損失、小さなセルのコンパクトな設計、スマートフォン、IoTセンサー。
Rogersソリューション：8層Rogers 4350B HDI 2.5milトレースと4milマイクロバイアス。
結果：LT回路のRogers HDI PCBを使用した5Gの小さなセルは、FR4 HDIよりも4Gbpsのデータレートと20％の広いカバレッジを達成しました。

2。自動車レーダー（77GHz）
ニーズ：熱安定性（-40°C〜125°C）、低DF、およびADAの小さなフォームファクター。
ロジャースソリューション：2オンスの銅の電力面を備えた12層ロジャース6010 HDI。
結果：EVレーダーモジュールは、パフォーマンスの劣化なしで1,000のサーマルサイクルを通過しました。ISO26262ASIL-B標準を測定しました。

3。航空宇宙と防御（100GHz）
ニーズ：衛星通信および軍事レーダーの放射線抵抗、超低DF、および高い信頼性。
Rogersソリューション：16層のロジャース3003 HDI、金表面仕上げ（ENIG）、3milトレース、5milの埋葬されたマイクロバイア。
結果：LT回路のRogers HDI PCBを使用した衛星トランシーバーは、100GHzで98％の信号整合性マージンを維持しました。この設計は、50mm×50mmシャーシにも収まり、以前の標準のRogers PCBよりも30％小さくなります。

4。医療イメージング（60GHz）
ニーズ：超音波およびMRIデバイスの低EMI、生体適合性、および高速データ転送。
ロジャースソリューション：ポリイミドはんだマスク（生体適合性）と4milブラインドバイアスを備えた8層ロジャース4350B HDI。
結果：このPCBを使用した超音波プローブは、0.1mm分解能（FR4 HDIで0.2mm）を提供し、ISO 13485の医療基準を満たしました。 12Gbpsのデータ転送速度により、リアルタイムの画像処理が確保されました。

費用便益分析：ロジャースHDI PCBがプレミアムを正当化する理由
Rogers HDI PCBSは、FR4 HDIよりも3倍高くなります。その理由：やり直しの減少による長期節約、より良いパフォーマンス、およびフィールドの故障率の低下。以下は、10Kユニット/年5Gスモールセルプロジェクトのコスト内訳です。

主要な洞察：大量のプロジェクト（100k+ユニット/年）の場合、純貯蓄は年間2000k以上に増加します。重要なアプリケーション（航空宇宙、医療）の場合、FR4 HDI障害のリスクと比較してコストプレミアムは無関係です（たとえば、Rogers PCBで100万ドルの衛星ミッション対5万ドル）。

Rogers HDI PCBSの一般的な設計上の考慮事項
Rogers HDI PCBのパフォーマンスを最大化するには、これらのベストプラクティスに従ってください。
1。ラミネート選択：周波数とパワーに合わせます
a。<6GHz（WIFI 6E、RFID）：Rogers 4003C（低コスト、DK = 3.38）のパフォーマンスと予算のバランス。
B.6–28GHz（5G、小さなセル）：Rogers 4350B（DK = 3.48、DF = 0.0037）は、MMWAVEの業界標準です。
C.28–100GHz（レーダー、衛星）：Rogers 3003（DK = 2.94、DF = 0.0012）は、超高周波数での信号損失を最小限に抑えます。
D.-High-Power（EV BMS、PAS）：Rogers 6010（熱伝導率= 1.7 w/m・K）は、他のシリーズよりも熱をより良く放散します。

2。インピーダンス制御：高速信号にとって重要
A.3Dフィールドソルバー（例えば、Ansys Siwave）を使用して、トレース寸法を計算します。ロガーの低いDKは、50Ωインピーダンスに必要なトレースが必要です（たとえば、4350Bの1オンス銅の幅0.15mm、FR4で0.12mm）。
b.10％の設計マージンエッチング許容値を考慮して（±0.02mm）。 LT回路のプロセスにより±5％のインピーダンス耐性が保証されますが、マージンはスペック外のボードを防ぎます。
c.avoid traceの不連続性（鋭利な曲がり角、スタブ） - 45°の角度または曲線を使用し、28GHz信号で<0.5mm <0.5mmを保持します。

3。熱管理：コンポーネントの劣化を防ぎます
A.高出力成分（5G PASなど）の下で2mmごとに、熱的なビア（直径0.3mm、銅で充填された）を配置します。 5x5の熱バイアスの配列は、成分温度を15°C低下させます。
B.電力面用に2オンスの銅を使用します。銅は熱をより速く広げ、より高い電流を処理します（30a対1ozの場合は15a）。
C.Avoid Thermal Hotspots - 敏感な高速トレース（MMWave Paths）から離れたグループの高電力コンポーネント（PA、電圧調節因子）。

4。EMI削減：基準の順守を確保します
A.グリッドプレーンの代わりに固体地上面（≥90％のカバレッジ）を使用します。彼らは、低インピーダンスのリターンパスを提供し、EMIをブロックします。
B.地上飛行機の障壁を備えた分離的なアナログセクションとデジタルセクション - 混合シグナル設計でクロストークを40％削減します（たとえば、デジタルコントロールサーキットを備えた5Gトランシーバー）。
C.Add EMIシールド缶は、高周波コンポーネント（例、28GHz MMWaveチップ）を介して缶をシールドします。LT回路は、Rogers HDI PCBのカスタムシールド統合を提供します。

LTサーキットのRogers HDI PCB製造プロセス
LT回路の8段階のプロセスにより、Rogers HDI PCBの一貫した品質とパフォーマンスが保証されます。

1.デザインレビューとDFMチェック：エンジニアはGerberファイルをレビューし、DFM（製造の設計）をフラグの問題に実行します（たとえば、幅<2.5mil <2.5mil <10mil）。
2.材料の準備：Rogers Laminates（4350B、6010など）は、水分を除去するためにサイズに合わせて切断され（80°Cで2時間）乾燥します。
3.レーザー掘削：UVレーザードリル±1μm精度で4〜6milマイクロバイアス - 機械的掘削（樹脂塗抹標本を引き起こす）はありません。
4.測定とメッキ：マイクロビアの壁は洗浄され（過マンガン酸溶液）、20μmの銅で電気めっきして導電率（95％の充填率）を確保します。
5.エッチング：レーザーエッチングは2.5〜5milの痕跡を作成します。AOI（自動光学検査）は、トレース幅と間隔を検証します。
6.シーケンシャルラミネーション：層は、Rogers Prepreg（4350bの場合は4450fなど）および真空プレス（180°C、400 psi）を使用して2〜3サブスタックで結合します。
7.ソルダーマスクと表面仕上げ：高温LPIはんだマスク（TG≥150°C）が適用され、その後、EnigまたはImmersion Silver（顧客仕様ごと）が続きます。
8.テストと品質管理：
A.VNAテスト：ターゲット周波数（28GHz+）で信号損失とクロストークを測定します。
BX線検査：塗りつぶしおよびレイヤーアライメントを介して検証します。
C.サーマルサイクリング：自動車/航空宇宙設計の信頼性（-40°Cから125°C、100サイクル）をテストします。

特別なロジャーズHDI PCBに関するFAQ
Q1：Rogers HDI PCBは柔軟性がありますか？
A：はい - LT回路は、Rogers RO3003またはRO4350Bラミネートとポリイミド基質を組み合わせた柔軟なRogers HDI PCBを提供します。これらのデザインは、5milトレース、6milマイクロバイア、および100k+の曲げサイクルをサポートしています。

Q2：Rogers HDI PCBSの最小注文数量（MOQ）はどれくらいですか？
A：LT回路には厳密なMOQがありません。プロトタイプ（1〜10単位）が利用可能で、リードタイムは5〜7日です。大量生産量（1K+ユニット）の場合、リードタイムは10〜14日、ユニットごとのコストは30％減少します。

Q3：Rogers HDI PCBの信号の整合性を検証するにはどうすればよいですか？
A：LT回路は、最大40GHz、TDR（時間ドメイン反射計）までのVNA（ベクターネットワークアナライザー）テスト、インピーダンス測定のために、およびデジタルデザインのBERテストを提供します。 5G MMWaveの場合、3GPPリリース16コンプライアンステストも提供しています。

Q4：Rogers HDI PCBS ROHSとREARGHに準拠していますか？
A：はい - LTサーキットが使用するすべてのロジャースラミネートは、ROHS 2.0（EUディレクティブ2011/65/EU）とリーチ（規制（EC）番号1907/2006）の基準を満たしています。すべての注文でコンプライアンス証明書を提供します。

Q5：LTサーキットデザインカスタムロジャースHDIスタックアップはできますか？
A：絶対に、私たちのエンジニアリングチームは顧客と協力して、周波数、電源、およびスペースの要件に合わせたカスタムスタックアップ（4〜16レイヤー）を設計します。また、製造前のパフォーマンスを予測するための3D SIシミュレーションも提供しています。

結論
特別なロジャースHDI PCBは、5G MMWaveから航空宇宙レーダーまで、高周波電子機器の唯一の実行可能なソリューションです。低DK/DF、優れた熱管理、および小型化機能は、FR4 HDIが単純に一致できないパフォーマンスを提供します。彼らはより高い前払いコストを抱えていますが、リワークの減少、信頼性の向上、パフォーマンス関連の収益による長期節約により、賢明な投資になります。

エンジニアとメーカーにとって、LTサーキットのような専門プロバイダーと提携することが重要です。 Rogersのラミネート選択、HDI製造、およびSIの最適化に関する当社の専門知識により、すべてのPCBが99.5％のファーストパス収量で厳格な高周波基準を満たしています。 28GHz 5Gセンサーまたは100GHz衛星トランシーバーを設計するかどうかにかかわらず、LTサーキットのRogers HDI Solutionsは、ピークパフォーマンスのロックを解除するのに役立ちます。

5Gが拡大し、EVレーダーの採用が増加し、航空宇宙技術が進むにつれて、ロジャースHDI PCBの需​​要は増加するだけです。今日ロジャースHDIを選択することで、あなたはより良い製品を構築するだけではありません。明日の高周波の課題のためにあなたのデザインを将来的に防ぐことができます。