2026-05-11
低損失性能と費用対効果のバランスが取れた PCB 材料をお探しの場合は、Rogers RO4533 が注目に値します。今日は、RO4533 に基づく 2 層リジッド PCB 設計について説明します。これは、材料の選択、基板の構造、製造プロセスを慎重に考慮したソリューションです。
概要：シンプルかつ効率的な2層構造
この PCB の寸法は 123.5mm x 46mm で、2 層構造を採用しています。完成した基板の厚さは 0.6 mm で、外層の完成銅重量は 1 オンスまたは 35 μm です。トレースとスペースの最小寸法はそれぞれ 4 ミルと 5 ミルで、最小の穴サイズは 0.25 mm です。この設計にはブラインド ビアはありません。すべてのボードは出荷前に 100% 電気テストを受け、機能の完全性を保証します。
PCB 統計を見ると、ボードには合計 36 個のコンポーネントが含まれています。 18 個のスルーホール パッドと 10 個の表面実装パッドで構成される 28 個のパッドがあり、すべて最上層に配置されています。最下層には SMT パッドは配置されていません。この設計には 17 個のビアとわずか 2 個のネットが含まれています。構造はそれほど複雑ではありませんが、あらゆる細部がアンテナクラスのアプリケーションに合わせて調整されています。
なぜRO4533なのか?
RO4533 は、Rogers のセラミック充填ガラス強化炭化水素ベースの材料です。従来の PTFE ベースのラミネートに対する最大の利点は、標準的な FR-4 製造プロセスとの完全な互換性です。これは実際には何を意味するのでしょうか? RO4533 は、従来の PCB 製造技術を使用して加工できます。PTFE 材料に対して特別な穴の準備は必要ありません。大量生産とコスト管理にとって、これは非常に実用的な利点です。
電気的側面では、RO4533 は 10GHz で 3.3 の誘電率、同じ周波数で 0.0025 の誘電正接を実現します。低損失、低誘電率、低パッシブ相互変調または PIM 応答により、この材料はマイクロストリップ アンテナの用途に非常に適しています。携帯電話インフラストラクチャの基地局アンテナ、WiMAX アンテナ ネットワーク、および同様の無線通信システムを考えてください。
熱的および機械的信頼性: 信頼できるビア
RO4533 のガラス転移温度または Tg は 280°C を超え、標準 FR-4 の 130 ～ 170°C の範囲をはるかに上回っています。 Tg が高いということは、材料が高温下でも寸法安定性を維持できることを意味します。 37ppm/℃の低い Z 軸熱膨張係数または CTE と組み合わせることで、めっきスルーホールの信頼性が熱サイクル中に大幅に向上します。
2 つの追加の CTE 値は注目に値します。 X 軸の CTE は 13ppm/℃、Y 軸の CTE は 11ppm/℃です。これらは銅とほぼ一致しており、銅の濃度は 1℃ あたり約 17ppm です。この良好な CTE の一致により、温度変化時の銅層と誘電体材料間の応力が大幅に軽減され、アンテナ ボードの反りや変形に耐えることができます。
熱管理と環境安定性
熱伝導率はケルビンあたり 1 メートルあたり 0.6 ワットと評価されており、これは RF 材料の中間から上限の範囲です。重要な電力処理要件を伴うアンテナ設計の場合、このパラメータは大きな違いをもたらします。
吸湿率はわずか0.02パーセントです。湿気の多い環境での性能ドリフトが最小限に抑えられているため、この材料は屋外の基地局機器に最適です。
表面仕上げと製造品質
表面仕上げはENIGとしても知られるイマージョンゴールドで、良好なはんだ付け性とワイヤボンディング能力を提供します。上のシルクスクリーンは白ですが、下の層にはシルクスクリーンはありません。上部のはんだマスクは緑色ですが、やはり下部層にははんだマスクはありません。この非対称マスクとシルクスクリーンの配置は、特定のアンテナ放射要件や組み立て上の考慮事項によって左右される場合があります。
品質規格は IPC-Class-2 であり、ほとんどの商用通信機器の信頼性のニーズに十分対応できます。提供されるアートワーク形式はガーバー RS-274-X で、世界中の PCB 工場で処理できます。
主な利点
この設計アプローチの主な利点を強調しましょう。低損失、低誘電率、低 PIM 応答により、このボードは幅広い RF アプリケーションに適しています。熱硬化性樹脂システムは標準的な PCB 製造プロセスと互換性があり、特殊な取り扱いの必要がありません。優れた寸法安定性により、より大きなパネルサイズでも歩留まりが向上します。均一な機械的特性は、取り扱い中にボードの機械的形状を維持するのに役立ちます。また、高い熱伝導率により、電力処理能力が向上します。
代表的な用途
この PCB 設計は、いくつかの典型的なアプリケーションに適しています。これらには、セルラー インフラストラクチャ基地局アンテナ、WiMAX アンテナ ネットワーク、マイクロストリップ アンテナ アレイ、および無線通信インフラストラクチャ全般が含まれます。
最終的な考え
この 2 層 RO4533 PCB 設計の背後にある中心的なアイデアは非常に単純です。RF 性能、プロセス互換性、信頼性における RO4533 のバランスのとれた強みを活用しながら、可能な限り単純な層数とプロセスを使用します。
基地局アンテナ、WiMAX ネットワーク機器、または低損失と低 PIM を必要とするその他の無線通信製品を開発している場合は、この設計アプローチを検討する価値があります。もちろん、特定のプロジェクトでは、インピーダンス制御、アンテナ給電点レイアウト、グランドビア密度などの詳細をさらに最適化する必要があります。
あなたの経験についてぜひお聞きしたいです。 RF PCB 設計では、Rogers 材料と PTFE ベースのラミネートのどちらを使用しますか?コスト、加工性、電気的性能など、何が選択の決め手になりますか?ご意見をお気軽に共有してください。
