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罗杰斯(Rogers)射频PCB板材选型和国产替代

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罗杰斯(Rogers)公司生产的射频PCB板材是专为高频应用设计的高性能电路板材料。这些材料通常具有优异的介电性能、低损耗特性和良好的热稳定性,适用于高速电子设计、商用微波和射频应用。

No.1 射频PCB板材的介电常数和损耗因子

PCB板材的介电常数Dk和损耗因子Df是影响射频电路性能的两个关键因素。

介电常数Dk是衡量材料存储电能能力的指标。在射频电路中,较低的介电常数可以减少信号传播过程中的延迟,提高信号的传播速度。介电常数还影响电路的尺寸,因为信号在介质中的波长与介电常数的平方根成反比。因此,高介电常数的材料可以在给定频率下产生更小的波长,从而实现电路的小型化设计。但是,介电常数过高可能会导致电路的插入损耗增加,因为信号导线会变窄,导体损耗增大。

损耗引子Df是衡量材料在高频下能量损耗的参数。损耗因子越低,表示材料的损耗越小,信号在传输过程中的衰减也越小,从而提高了电路的效率和信号的完整性。在高频应用中,低损耗因子尤为重要,因为它直接影响到信号的传输质量和电路的可靠性。

不同系列材料具有不同的介电常数和损耗因子,以适应不同的应用需求。例如,RO3003材料在10GHz下的介电常数为3.00,损耗因子为0.0010,适合77GHz雷达等应用 。而RO4350B材料在10GHz下的介电常数为3.48,损耗因子为0.0037,适用于基站功率放大器设计 。RO4835材料则提供了10倍于传统热固性材料的抗氧化性能,介电常数为3.48,损耗因子为0.0037,适合高性能射频微波电路设计。      

No.2  罗杰斯射频板材汇总

以下是罗杰斯射频PCB板材的一些汇总信息:

1. RO4000系列

RO4000系列是罗杰斯公司生产的高频材料系列,由陶瓷填充的热固性材料组成,专为精确的电路板设计,工作频率可达到毫米波。其低损耗,高稳定性等特性,在微波毫米波电路设计中应用非常广泛。

在RO4000系列中,按照成本和使用场景不同又可细分为以下几种:

   - RO4003C:这是该系列中最常见的版本,用于无线、航空航天、国防和仪器仪表应用。其介电常数Dk为3.38,损耗系数Df为0.0027@10GHz,Z轴热膨胀系数为46ppm/C

   - RO4350B:该材料对介电常数Dk具有非常高的容差设计,具有更高的导热性和稳定性,适用于电源电路和散热。其介电常数Dk为3.48,损耗系数Df为0.0037@10GHz,Z轴热膨胀系数为32ppm/C

RO4003和RO4350B的特性如下表所示

   - RO4360G2:该材料的介电常数比较高,Dk为6.15,可以有效缩小PCB的工作波长,其损耗系数Df为0.0038@10GHz,并且具有比较高的导热性,设计参数如下:

   - RO4500,该材料层压板完全兼容传统 FR-4 加工和高温无铅焊接工艺。这些层压板在进行电镀通孔制备过程中,无需传统 PTFE 材料所需的特殊处理。RO4500 材料的树脂体系可提供理想天线性能的必要特性。

RO4500的特性参数如下:

   - RO4835:提供了与RO4000系列相似电气特性的轻质材料替代品。

2. **RO3000系列**:与RO4000系列相比,RO3000系列提供了更经济的电路材料,使它们在成本敏感的商业应用中很受欢迎。选项包括:

   - RO3003:高频材料,插入损耗优于RO3010。

   - RO3006:功率模块的高介电常数和热导率。

   - RO3010:通用微波材料,具有良好的高频性能。

3. **RT/duroid高频材料**:RT/duroid材料经过特殊设计,可提供严格控制的电气参数,以实现最佳电路功能。它们不含卤素。一些变量包括:

   - RT/duroid 5880:用于毫米波应用中的高功率密度的低损耗材料。

   - RT/duroid 6002:成本优化的微波材料,比RO4350B具有更好的热性能。

   - RT/duroid 6035HTC:用于功率放大器和天线的高导热性和低损耗。

4. **TMM热固性微波材料**:TMM系列提供了一系列热固性微分散陶瓷填充材料,涵盖了宽带应用的广泛介电常数。选项包括TMM3、TMM4、TMM6、TMM10i等。

罗杰斯材料的介电常数(Dk)和损耗因子(Df)是射频和微波应用中非常重要的参数。例如,RO4350B材料的介电常数DK稳定在3.48,建议设计值为3.66,损耗因子非常低,这使得它在高频应用中比普通电路原材料具有更多优势。此外,罗杰斯材料的热膨胀系数与铜箔非常一致,这有助于改善聚四氟乙烯基板的不足之处。

No.3 罗杰斯射频板材的应用

罗杰斯射频PCB板材在多种高频应用中表现出色,特别是在以下领域:

1.  汽车雷达(77 GHz):罗杰斯的RO3003™和RO3003G2™陶瓷填充PTFE层压板是77 GHz(76至81 GHz)雷达天线的首选材料,因为它们具有非常低的插入损耗和一个随时间和温度稳定的低介电常数。

2.  24 GHz汽车雷达传感器 :RO4835™层压板为24 GHz汽车雷达天线提供了优越的电气性能和一致性,与传统热固性材料相比,其氧化抵抗力提高了10倍,具有稳定的低损耗性能。

3.  5G无线基础设施(毫米波) :罗杰斯的高频电路材料覆盖了外部和隐藏式车辆通信天线的性能需求,包括全球导航卫星系统(GNSS)、共享汽车雷达(SDAR)、蜂窝和V2X天线。这些材料适用于5G通信中的高频应用,能够处理更宽的频带和更高的频率。

4.  微波和毫米波频率 :RO4000®系列是行业领导者,用于微波和毫米波频率,这种低损耗材料在电路制造中更易于使用,并且比传统的PTFE材料具有更优化的性能。

5.  高性能电路材料 :罗杰斯的高性能电路材料为汽车应用提供了广泛的PCB电源电子材料、射频和毫米波PCB层压板。这些材料在全球技术支持和全球制造地点的支持下,帮助汽车电子系统设计师快速进入高级驾驶辅助系统(ADAS)安全和车对车(V2X)通信系统的快车道。

6.  电信领域 :罗杰斯的高频PCB板材也广泛应用于电信领域的基站天线和功率放大器,以及高速背板等数字应用。

7.  卫星通信 :RO4000®系列材料还适用于直播卫星的低噪声块(LNB)等卫星通信设备。

8. 射频识别(RFID)标签 :RO4000®系列材料也适用于射频识别标签等应用,这些标签在供应链管理和安全访问控制中越来越重要。

罗杰斯的高频PCB板材因其优异的电气性能、热稳定性和机械性能,成为这些高频应用的理想选择。这些材料的低介电损耗和稳定的介电常数使它们非常适合用于高性能的射频和微波电路设计。

No.4 罗杰斯高频板材的国产替代有哪些?

罗杰斯射频PCB板材在国际市场上具有显著的竞争力,但随着国内技术的不断进步和市场需求的增长,国产替代产品正在逐渐崛起。以下是一些国产高频PCB板材的替代选项:
1.生益科技:生益科技是国内领先的高频PCB板材制造商之一,已经实现了国产替代突破。他们采用SABIC厂商的PPO(甲基丙烯酸聚苯醚)材料,生产出低介电常数及低介质损耗性能的高频板材,正在逐步追赶罗杰斯的RO4535材料。生益科技的板材在介电常数和介质损耗方面与罗杰斯的RO4730G3有差距,但已经能够承接部分订单,未来有望占据更多市场份额 。
2. 华正新材:华正新材也在高频覆铜板领域发力,推出了HF175和HF380两款产品,具有较低的介电常数和介质损耗,适用于高频应用 。
3. 中英科技:中英科技提供了多种高频PCB板材,如ZY-7000和ZY-5500,这些板材在耐热性、电气性能和机械性能之间取得了良好平衡,适用于复杂的电子设备结构 。
4. 泰州旺灵:泰州旺灵提供了WI-280和WI-400两款高速板材,这些板材在高频特性上表现突出,适用于高频通信设备如卫星通信终端等 。
5.其他国内厂商:国内还有其他一些厂商如泰兴微波、常州中英、功力陶瓷板等,也在生产具有高性价比的高频PCB板材,这些板材在某些应用中可以作为罗杰斯材料的替代品 。
随着5G技术的快速发展,国内市场对于高频PCB板材的需求日益增长,这为国内厂商提供了巨大的市场机遇。国产替代产品的出现,不仅能够降低成本,还能提高供应链的稳定性和响应速度。虽然在某些高端应用中,国产材料可能还无法完全替代罗杰斯的产品,但随着技术的不断进步,这种差距正在逐渐缩小。
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来源:射频学堂
射频微波电源电路通用航空航天汽车电子材料控制电气
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首次发布时间:2024-11-27
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拥有28nm/16nm/8nm/5nm专用芯片设计和产品研发、营销、服务以及提供系统解决方 案的国家高新技术企业。25,涂鸦智能涂鸦智能(NYSE: TUYA)是全球化IoT开发平台,打造互联互通的开发标准,连接品牌、OEM厂商、开发者、零售商和各行业的智能化需求。基于全球公有云,实现智慧场景和智能设备的互联互通。涵盖硬件开发工具、全球公有云、智慧商业平台开发三方面;提供从技术到营销渠道的全面赋能,打造中立且开放的开发者生态。目前有射频研发工程师相关职位需求。26,科睿微科睿微(杭州)电子技术有限责任公司成立于2020年12月,公司总部位于浙江省杭州市,在宁波高、北京、南京设有研发中心及办事处,公司是专业的Wi-Fi及物联网领域无晶圆芯片设计商,核心团队来自于中国科学院微电子所及业界知名公司,公司产品业务方向包括Wi-Fi路由器、Wi-Fi数据卡、Wi-Fi物联网等领域的芯片及应用解决方案,产品广泛应用于控制、数据及多媒体传输,在智能家居、智能家电、智能制造等场景有广泛的应用需求。27,集迈科微浙江集迈科微电子有限公司于2018年9月座落于浙江省湖州市长兴县国家大学科技园区,公司主要由海归专家、国内科研专家和行业资深半导体人才团队组成,公司拟投资10亿元用于建设一条年产5万片高集成度三维异构微系统流片线和一条年产3万片GaN流片线,目前已累计投入3亿元构建了国内第一条面向5G通信终端、物联网智能硬件和下一代相控阵组件的8英寸硅基三维异构微系统流片线,拥有国内外半导体设备100余台套,百千级洁净车间4500平。公司是浙江省战略性新兴产业及高科技产业重点项目,是新一代信息技术领域国家重点发展和支持的集成电路产业化项目,是实现国家射频集成电路完整产业链自主可控的一个重要标志。公司致力于成为的射频集成电路晶圆制造商,帮助客户以较低成本和好方案将系统性能、小型化、可靠性的水平。28,瑞芯微瑞芯微电子股份有限公司(“瑞芯微”,股票代码:603893)成立于 2001 年,总部位于福州,在深圳、上海、北京、杭州、香港设有分/子公司,专注于集成电路设计与研发,目前已发展为**的物联网(IoT)及人工智能物联网(AIoT)处理器芯片企业。瑞芯微拥有一支以系统级芯片、模拟电路芯片设计和算法研究为特长的研发团队,在处理器和数模混合芯片设计、多媒体处理、影像算法、系统软件开发上具有丰富的经验和技术储备。瑞芯微主要产品除各类型处理器芯片外,还包括电源管理芯片、数模混合芯片、光电产品及开发板产品。29,积海半导体杭州积海半导体有限公司成立于2019年9月,总部位于浙江省杭州市钱塘区。作为省、市级重点项目,公司服务于国家战略新兴产业,规划月产6万片的12英寸集成电路制造产线。公司的业务范围涵盖半导体器件专用设备销售、制造,集成电路芯片及产品销售、设计及服务,以及相关的技术服务、开发、咨询、交流、转让和推广。30,微纳科技 杭州微纳科技股份有限公司由海外留学生联合业内知名专家、浙江大学等高校研究力量等国内科技人员合作组成的核心技术研发和管理运营团队,专注于研发并解决智能人机交互和智控整体解决方案,包括向客户提供32位数据处理SoC系列芯片和2.4G/BLE/WiFi射频收发SoC系列芯片,智能遥控/人机交互核心算法、中间件和App以及云端后台数据服务,以及从遥控端、主机端到云端的智能遥控/人机交互整体解决方案。31,乐翰科技乐翰科技是一家专业从事智能安防平台开发、激光雷达无人驾驶应用等产品的研发、生产和销售的高新技术企业,乐翰科技产品畅销海内外,遍及无人驾驶、智能物流、车载互联、移动监控、安防监控等领域,用户涵盖政府、军警、教育、交通、海事、消防等企事业单位。32,星辰大海杭州星辰大海科技有限公司是一家致力于无人机防御场景的技术研发型服务商,专注于无人机管控防御解决方案的研究开发工作,并承担政府相关领域的产品研制工作。截至2023年已累计融资3660万元,估值5.0亿元,拥有由博士组成的研发团队人员31人。目前我们拥有低空探测设备、无人机识别跟踪算法系统、频谱探测设备、无人机导航诱骗设备、全频段电磁干扰对抗设备。拥有1个自主品牌;获得反无人机及设备制造方面授权专利19项,其中发明专利3项,实用新型专利5项,软件著作权11项,应用转化10个产品系列。公司的“无人机软杀伤系统”获得“杭州市先进技术转化应用大赛一等奖”、与浙江大学共同研发的“低空飞行器智能监测关键技术及应用”项目获评“第十届吴文俊人工智能技术发明奖”一等奖等,是国家科技部确定的国家重点高新技术企业、浙江省专精特新中小企业、浙江省科技型中小企业、杭州雏鹰企业。公司已与浙江大学成立了无人化对抗联合实验室和无人系统电磁智能对抗联合实验室,拥有无人机反制系统的全覆盖研发能力,包括:雷达探测、无线电探测、光电探测、无线电压制、导航诱骗、高功率微波、高功率激光、指挥控制平台软件等。所有核心技术拥有完全自主知识产权。研发产品应用于无人机探测领域,在国内外市场获得良好的产品竞争力,在项目竞争中替代了TRD公司(新加坡)的相关同类产品并获得首批订单,取得了海外市场的技术竞争优势,相关产品已经完成产品化、工程化,成为我们公司对外的主力销售产品系列。公司已成为国内主要的无人机反制企业,是政府安防、公安、电力、石化、水利等行业反无系统的主要供应商之一。33,新华三新华三集团(简称新华三)是业界领先的数字化解决方案领导者,致力于成为帮助客户业务创新、数字化转型最可信赖的合作伙伴。新华三拥有计算、存储、网络、安全等完整的数字化基础设施提供能力,能够提供云计算、大数据、大互联、大安全、大安防、物联网、边缘计算、人工智能、5G在内的一站式、全方位数字化平台解决方案。同时,新华三也是HPE品牌的服务器、存储和技术服务的中国独家提供商。34,灵算灵算(杭州)科技有限公司,成立于2023-04-19,位于浙江省杭州市西湖区西溪银泰商业中心2号楼南楼905室-2,所属行业是应用软件开发。目前正在寻找一位经验丰富的高级产品经理,负责领导下一代电磁仿真软件的开发。作为产品团队的重要成员,您将主导一套工具集的路线图,用于解决天线设计和EMI/EMC问题等复杂挑战。35,脉砥微电子脉砥微电子(Moji Microelectronics)是一家位于中国的半导体公司,专注于高性能模拟和混合信号集成电路的设计和开发。 36, 杭州极弱磁场国家重大科技基础设施研究院杭州极弱磁场国家重大科技基础设施研究院(以下简称“研究院”)成立于2020年12月,位于杭州市滨江区,是一所由浙江省、杭州市、滨江区三级政府共建的高能级新型研发机构(事业法人)。研究院以国家目标和战略需求为导向,依托北京航空航天大学,组织国家优势科研力量,共同完成“超高灵敏极弱磁场和惯性测量装置”国家重大科技基础设施的科研与建设任务,并负责运行维护和技术升级,持续汇聚和培养优秀科研人才,应用大设施开展重大科学问题研究和重大技术创新,并完成科研成果转化和应用。建成具有国内外重要影响力的国家重大科技平台、国际先进的科技创新基地和政产学研用合作高地。37,中科亿芯微电子杭州中科亿芯微电子科技有限公司是一家集研发与销售为一体的芯片公司,公司致力于高端模拟芯片的设计与销售,国内处于领先地位,主要产品为射频收发芯片、高速高精 ADC/DAC 芯片以及电源芯片。致力于成为中国射频收发芯片领军企业,中国数字相控阵核心芯片领军企业。公司成立于 2019 年,总部位于杭州,研发分中心位于上海,在武汉和无锡也建立了技术支持分公司。公司建立了一支经验丰富,能打硬仗的研发团队,团队成员来自于国内知名企业,具有 丰富的产品开发经验和过硬的技术能力。中科亿芯产品适用于低轨互联网、电子战、数据链、雷达、 电台、导航、专网通信设备等诸多领域。40,艾罗网络浙江艾罗网络能源技术股份有限公司成立于2012年,总部设在杭州市西湖区莲花商务中心,与浙江大学达成长期合作关系。依托浙江大学的人才、科技、实验设施等资源优势,埋头研发,沉心积淀,进行光储智慧能源产品的技术研发及成果转化。浙江艾罗专业从事并网逆变器、储能逆变器、储能电池及光储智慧能源系统等产品的研发、生产、销售和服务。浙江艾罗自成立以来,坚持自主研发和科技创新,先后获批浙江省博士后科研工作站、浙江省艾罗光储智慧能源研究院、杭州市光储智慧能源系统研究创新团队等研发机构,掌握了多项核心技术并拥有自主知识产权,已授权100余件国家专利(其中发明专利10余件),产品通过150多项国际权威认证。41,高德数科杭州高德智感数字科技有限公司(简称:智感数科),是高德红外集团(股票代码:002414)结合自身技术优势和未来产业布局,在杭州未来科技城成立的全资公司,注册资金为1亿元,定位为高德红外集团数字科技总部,主要承接高德红外集团在智能物联产业领域的数字化场景落地,是集产品、研发、销售、交付、运营、服务为一体的数字科技智能物联头部企业。杭州高德智感数字科技有限公司暨高德红外集团数字科技总部,以红外热成像技术为基础和依托,以多维感知、视觉智能、边缘计算等技术为引领,通过大数据、云计算、人工智能、数字孪生等关键技术,打造全光谱、全感知、全天候的智能物联终端和智能物联一体化数智底座,为千行百业的产业数字化提供智能物联解决方案和数据运营服务,满足客户数字化、智能化转型的全价值链业务需求和创新变革。42,华智超成 杭州华智超成技术有限公司致力于为自动驾驶、智慧交通、无人机、民用船舶、工业机器人等智能感知系统提供毫米波雷达解决方案和产品。公司在雷达的信号处理算法方面拥有与传统算法完全不同的突破性成果,并且在实际雷达系统应用中得到过充分验证。由于此算法的普适性,公司未来还将基于这套算法进军毫米波雷达以外的先进智能感知领域,如激光雷达、影像识别等。43,浙桂半导体浙桂半导体成立于2021年底,是一家聚焦单光子雪崩二极管(SPAD)传感器芯片开发设计的硬科技企业。其硅基系列产品主打国产替代实现自主可控,把握国内foundry新增产能的机会窗口,为国内产业链夯实基础;其锗硅系列产品将在短波红外传感器领域开拓国内市场,可广泛应用于自动驾驶、手机、智慧城市、医学检测、宽光谱分析、可穿戴设备、工业应用、AR/VR等场景中的高附加值光电产品。44,地芯科技地芯科技(Dolphin Technology)是一家中国半导体公司,专注于高性能模拟和混合信号集成电路的设计和开发。致力于提供创新的半导体解决方案,以满足不断增长的市场需求,特别是在移动通信、物联网(IoT)、汽车电子和工业控制等领域。先总结到这里,欢迎大家留言补充,如果有什么坑儿,也欢迎大家指出。 来源:射频学堂

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