高周波ハイブリッドPCB設計は、レーダー、5G/6G通信、およびフェーズドアレイハードウェアの限界を押し広げ続けています。本日は、厳格なRF信号整合要件を満たすように設計された、Rogers RO4350B、RO3010ラミネート、およびRO4450Fボンディングプリプレグを使用して構築された、洗練された「12層銅ハイブリッドPCB」を詳しく見ていきます。スタックアップと材料構成この高度なハイブリッドスタックは、複数のRogers高周波誘電体を混合して、RF性能と製造の実現可能性のバランスを取っています。多くの設計者は、RO4350BとRO3010のどちらを選択すべきか疑問に思いますが、このスタックは、両方の材料が競合するのではなく、互いにどのように補完し合うかを示す実践的なデモンストレーションです。

トップ＆ボトム外側コア：4mil Rogers RO4350B中間高周波コア：5mil、10mil、25mil Rogers RO3010ボンディングプリプレグ：Rogers RO4450F

完成プレス厚：3.14 mm

• 銅仕様は標準的なRF設計慣行に従います：
• 外層：1オンス銅
• 内層信号/グラウンド層：0.5オンス銅
• 一般的な経験則：外層のより重い1オンス銅は、より広いマイクロストリップアンテナトレースを処理し、より薄い0.5オンスの内層銅は、過剰なトレース幅を強制することなくストリップラインインピーダンスを厳密に制御します。

機械的および製造の詳細

• 単一PCB寸法：107 mm × 91.5 mm、アレイあたり2個のパネル化
• ソルダマスク：緑色のソルダマスクと白いシルクスクリーン

表面仕上げ：

ニッケルフリーパラジウムゴールド（EPIG）

• このニッケルフリーパラジウムゴールド仕上げは、通常のENEPIGと比較して並べて比較する価値があります。標準ENEPIGのニッケルバリア層は、マイクロ波帯での表皮効果により、顕著な高周波挿入損失を引き起こします。ニッケルを除去することで信号性能を維持しつつ、信頼性の高いはんだ付け性とワイヤボンディング能力を維持できます。これは、mmWaveおよびレーダー回路にとって重要な利点です。
• 複雑な多段階ブラインドビアアーキテクチャ
• この12層銅スタック全体で高密度相互接続を実現するために、複数のブラインドビアセットが実装されています：ブラインドビア：1-2、2-5、2-6、2-8、1-9、10-12、3-12

ブラインドビアと従来の貫通穴を比較すると、その利点は明らかです。貫通穴は基板全体を貫通し、複数の基準グラウンドプレーンを破壊し、寄生インダクタンスを増加させ、アイソレーションを低下させます。これらの選択的深さのブラインドビアは、ターゲット層間のみで接続をルーティングし、重要なグラウンドプレーンを保護し、RF信号パスを短縮します。また、高密度高周波トレースのための貴重なルーティングスペースを解放します。

このRO4350B + RO3010ハイブリッドスタックを選択する理由

1.

• デュアル高周波材料の利点

RO4350Bは外層マイクロストリップアンテナトレースに安定したDkを提供し、RO3010は内層ストリップライン回路に超低損失を提供します。RO4450Fプリプレグは、異なるRogers材料間の信頼性の高いラミネート互換性を提供します。これは、異なる誘電体コアを混合する際にしばしば見落とされる重要な詳細です。

2.低挿入損失に最適化

前述のように、ニッケルフリーEPIGはニッケル含有仕上げで見られる表皮効果損失を回避します。サブGHz周波数では差は無視できるかもしれませんが、ミリ波帯で動作するとパフォーマンスのボトルネックになります。 3.柔軟なレイヤー割り当て

クロストークを抑制するために、高周波信号層とデジタル制御層を異なる誘電体コアに分離します。このレイアウト戦略は、バッファグラウンドプレーンなしで同一の誘電体層にRFおよびデジタルトレースをスタッキングするよりも、はるかに優れたアイソレーションを作成します。

一般的なターゲットアプリケーション

自動車ADASレーダーシステム

5G / 6G基地局およびリモート無線ユニット

衛星通信トランシーバー

フェーズドアレイアンテナモジュール

• マイクロ波センサー機器
• 締めくくり
• さまざまな誘電体厚さと複雑なブラインドビアを備えたマルチレイヤーハイブリッドRogers PCBの設計と製造は、標準的なFR4マルチレイヤーボードよりもはるかに複雑です。厳密なラミネート制御、正確なレイヤーアライメント、および特殊なドリル技術が必要です。この12層銅ハイブリッドスタックは、コンパクトな単一PCBアセンブリ内に複数のRF機能を統合する必要があるエンジニアにとって実用的なソリューションを表しています。