高頻微波技術 - RO4003C PCB高频板材料的特性

RO4003C是Rogers公司生產的一種高頻PCB基板材料，RO4003C的介電常數Dk為3.38±0.05，在10 GHz下的介電損耗Df為0.0027，表現出低介電損耗特性。 該材料由專有的玻璃布增强、陶瓷填充的碳氫化合物複合材料製成，兼具PTFE/玻璃布的電力效能和環氧樹脂/玻璃布的工藝性。

RO4003C提供兩種不同配寘的玻璃布選項（1080和1674），但所有配寘均保持相同的電力效能規格。 其Z軸熱膨脹係數（CTE）為46ppm/℃，與銅材料相近，賦予材料出色的尺寸穩定性。 在經歷熱衝擊時，RO4003C的低Z軸CTE可確保電鍍通孔的質量。 此外，RO4000系列材料的玻璃化轉變溫度（Tg）超過280℃（536°F），在整個電路處理過程中保持穩定的尺寸，其機械效能與標準環氧樹脂/玻璃加工工藝相同，但成本遠低於傳統微波層壓板。

RO4003C高頻PCB基板材料完全相容傳統PCB電路板製造技術，無需特殊的通孔鍍銅前處理（如PTFE PCB基板材料所需的等離子處理）或其他預處理流程，且阻焊工序支持磨板操作。 但是RO4003C 高頻PCB基板材料未經過溴化處理，囙此無法滿足UL 94V-0阻燃等級標準。 對於需要達到該阻燃等級的應用，可考慮使用RO4835或RO4350B高頻PCB基板材料。

RO4003C的主要特性包括：低介電常數公差和低損耗特性、加工工藝與FR-4相似，但成本更低、專為效能敏感的高容量應用設計、在不同頻率下保持穩定的電特性、具有低Z軸熱膨脹係數

RO4003C的典型應用領域包括：微帶線、蜂窩基站天線、汽車雷達和感測器系統、點對點微波通信系統、功率放大器組件、RFID天線

RO4003C PCB

電子工程師在模擬設計PCB時選擇PCB基板材料應考慮PCB基板材料工作頻率是否滿足產品的要求。 影響PCB基板材料工作頻率的主要參數是在一定頻寬內，介電常數及變化是否滿足設計需要，另外，介電常數還影響傳輸線或匹配線的線寬，介電常數Dk值越小，傳輸線越寬。 使用不同介電常數的材料，需要對線寬重新模擬設計。

相同條件下，PCB基板材料的損耗因數越小，傳輸過程中訊號損耗越小。 RO4003C和RO4350B都具有極低的損耗因數，在傳輸過程中RO4350的傳輸線損耗要比RO4003C大。 當系統增益設計餘量緊張時，選用損耗因數較小的RO4003可以降低介質板傳輸損耗。

產品使用環境的溫度變化也會引起PCB板尺寸的漲縮。 對PCB板來說，常溫下銅層（包括通孔）與介質材料壓合，隨著溫度變化，銅和介質跟隨溫度的變化發生不同熱膨脹係數。

由於膨脹係數不一致，必然會引起溫度應力。 當溫度應力超過銅層、介質或銅層與介質的粘接的承受能力，PCB板將會損壞。 Z軸方向的溫度應力，可能導致金屬化通孔斷裂，X/Y軸的反復應力，可能導致銅層撕裂或銅層與介質的粘接鬆動。 在PCB基板材料加工時，因蝕刻收縮（蝕刻後烘烤），熱膨脹係數不同，會引起加工後PCB基板材料尺寸的變化。

當然，在選擇PCB基板材料時，除了關注上述的主要參數外，還要根據實際應用環境考慮PCB基板材料其他的性能指標，比如銅箔抗剝離强度、熱導率、阻燃等級、耐高溫無鉛工藝、成本等，充分了解實際應用環境和PCB基板材料各參數表示的含義，才能選擇最合適的PCB基板材料。

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