RO4350B + RO3010 하이브리드 PCB: 이 12층 고주파 기판이 RF 및 레이더 애플리케이션에 이상적인 이유는 무엇일까요?

제품 설명

이 하이브리드 PCB는 무엇인가요?

이것은 두 가지 상호 보완적인 Rogers 재료를 결합한 12층 고주파 회로 기판입니다: RO4350B (탄화수소 세라믹, Dk 3.48)와 RO3010 (세라믹 충진 PTFE, Dk 10.2)입니다. 이 하이브리드 접근 방식을 통해 설계자는 서로 다른 계층을 서로 다른 기능에 최적화할 수 있습니다. RO3010은 고유전율 안테나 계층을 처리하고, RO4350B는 표준 FR-4 공정성을 갖춘 저손실 RF 계층을 제공합니다.

 

 

무엇이 독특한가요?

이 기판은 표준 ENIG 대신 니켈 프리 EPIG 표면 마감(팔라듐/침지 금)을 사용합니다. 이는 니켈 계층의 강자성을 제거하여 24GHz 이상의 삽입 손실을 줄여주며, 이는 77GHz 자동차 레이더 및 위성 통신에 중요합니다.

 

 

주요 내용

설계자를 위한	조달 전문가를 위한
✅ RO3010 (Dk 10.2) – 컴팩트 안테나 계층을 위한 고 Dk	✅ FR-4 호환 공정 – RO4350B는 표준 워크플로우 사용
✅ RO4350B (Dk 3.48) – 저손실 RF 계층, UL94 V-0 등급	✅ 저렴한 비용 – 하이브리드 접근 방식으로 모든 RO3010 스택 대비 비용 절감
✅ 니켈 프리 EPIG – 24GHz 이상에서 ENIG 대비 0.18 dB/인치 낮은 손실	✅ RO4450F 프리프레그 – 안정적인 적층을 위한 CTE 매칭
✅ 블라인드 비아 – 7개 그룹 (1-2, 2-5, 2-6, 2-8, 1-9, 10-12, 3-12)	✅ V-0 등급 – RO4350B 및 RO4450F는 UL94 V-0 등급
✅ 구리에 대한 CTE 매칭 – 10-17 ppm/°C, 우수한 치수 안정성	✅ 전 세계 공급 가능 – Rogers 재료는 전 세계적으로 조달 가능
✅ 3.14mm 두께 – 견고하고 고밀도 계층 구조	✅ 무연 호환 – 260°C 리플로우 지원

 

 

1. 하이브리드 스택업을 사용하는 이유는 무엇인가요?

PCB가 전체적으로 하나의 재료 대신 서로 다른 재료로 제작될 때 하이브리드 PCB라고 합니다. 이 접근 방식을 통해 설계자는 단일 재료가 모든 것을 처리하도록 강요하는 대신 재료 특성에 따라 전기적 기능을 분할할 수 있습니다.

 

 

이 설계에서:

 

RO3010은 고 Dk 안테나 계층(Dk 10.2)을 처리합니다. 높은 유전율은 컴팩트한 패치 안테나 배열과 더 작은 회로 풋프린트를 가능하게 합니다.

 

RO4350B는 중간 RF 계층(Dk 3.48)을 형성합니다. 표준 FR-4 공정성을 갖춘 저손실 성능을 제공합니다.

 

RO4450F 프리프레그는 모든 것을 함께 접착합니다. 이 이중 호환 수지 시스템은 PTFE 기반 RO3010과 탄화수소 기반 RO4350B 간의 안정적인 적층을 보장합니다.

 

 

2. 재료 개요

RO4350B – RO4000 시리즈의 주력 제품

RO4350B는 저렴한 회로 제작으로 우수한 고주파 성능을 위해 설계된 탄화수소 세라믹 라미네이트입니다. PTFE 재료와 달리 나트륨 에칭 처리가 필요하지 않으며 표준 FR-4 공정으로 제작할 수 있습니다.

 

속성	값
유전율 (공정)	10GHz에서 3.48 ± 0.05
설계 Dk	3.66 (8-40 GHz)
손실 계수	10GHz에서 0.0037
TCDk	+50 ppm/°C
CTE X/Y	10/12 ppm/°C
CTE Z	32 ppm/°C
Tg	>280°C
Td	390°C
UL 가연성	V-0
열 전도율	0.69 W/m·K
수분 흡수율	0.06%

 

 

RO4350B는 제어 임피던스와 낮은 삽입 손실이 필요한 비용 민감 RF 설계에 적합한 재료입니다. UL94 V-0 등급이며 무연 공정과 완벽하게 호환됩니다.

 

 

RO3010 – 고 Dk PTFE-세라믹 재료

RO3010은 10.2의 높은 유전율을 가진 세라믹 충진 PTFE 복합재입니다. 컴팩트한 회로 풋프린트를 요구하는 애플리케이션을 위해 설계되었습니다.

 

속성	값
유전율 (공정)	10GHz에서 10.2 ± 0.30
설계 Dk	11.20 (8-40 GHz)
손실 계수	10GHz에서 0.0022
TCDk	-395 ppm/°C
CTE X/Y	13/11 ppm/°C
CTE Z	16 ppm/°C
Td	500°C
UL 가연성	V-0
열 전도율	0.95 W/m·K
수분 흡수율	0.05%

 

 

 

RO3010의 높은 Dk는 상당히 작은 회로 풋프린트를 가능하게 합니다. 이는 보드 공간이 좁은 컴팩트 커플러, 필터 및 위상 배열 피드 네트워크에 유용합니다. 일반적인 재료는 아니지만 소형화 중심 설계에 적합한 도구입니다.

 

 

RO4450F 프리프레그

RO4450F는 할로겐 프리, 고 Tg 프리프레그로, 다층 구조에서 Rogers 코어를 접착하거나 하이브리드 스택업에서 Rogers 계층을 FR-4에 접착하는 데 사용됩니다. UL94 V-0 등급이며 서로 다른 재료 계열 간의 안정적인 적층을 보장합니다.

 

 

3. 전체 PCB 사양

사양	세부 정보
보드 유형	12층 하이브리드 RF/마이크로파 PCB
기본 재료	RO4350B (상/하) + RO3010 (중간 계층) + RO4450F 프리프레그
완성된 보드 두께	3.14 mm
보드 치수	107 × 91.5 mm (2개)
완성된 구리 (외부)	1 oz (35 µm)
완성된 구리 (내부)	0.5 oz (18 µm)
표면 마감	EPIG (니켈 프리 무전해 팔라듐/침지 금)
상단 솔더 마스크	녹색
하단 솔더 마스크	녹색
상단 실크스크린	흰색
하단 실크스크린	흰색
블라인드 비아	1-2, 2-5, 2-6, 2-8, 1-9, 10-12, 3-12
IPC 등급	클래스 2
아트워크 형식	거버 RS-274-X
테스트	100% 전기 테스트 (출하 전)

 

 

 

하이브리드 구조의 이점

RO3010과 RO4350B의 조합은 RO4450F의 이중 호환 수지 시스템으로 가능합니다. RO3010 (13/11 ppm/°C) 및 RO4350B (10/12 ppm/°C)의 CTE는 표준 구리 포일과 밀접하게 일치하여 에칭 후 치수 수축률이 0.35 mm/m 미만입니다. 전체 PTFE RO3000 다층 보드와 달리 RO4350B 중간 계층은 나트륨 에칭 비아 처리가 없는 표준 FR-4 워크플로우를 사용하여 제조 주기 시간을 30% 단축하고 모든 RO3010 12층 스택 대비 총 재료 비용을 22% 절감합니다.

 

 

니켈 프리 EPIG 마감의 장점

기존 ENIG 마감은 강자성을 띠는 무전해 니켈 차단 계층을 포함하여 24GHz 이상의 삽입 손실을 유발합니다. 이 제품의 니켈 프리 EPIG는 구리에 직접 얇은 팔라듐 차단층을 증착하여 니켈 관련 RF 감쇠를 제거합니다. 10-40GHz에서의 비교 테스트는 표준 ENIG 대비 0.18 dB/인치 낮은 삽입 손실을 보여줍니다. 이는 77GHz 자동차 레이더 및 위성 통신에 중요합니다.

 

얇은 팔라듐-금 스택은 도체 형상 축적을 최소화하여 단락 위험 없이 좁은 라인-스페이스 HDI 블라인드 비아 라우팅을 지원합니다.

 

블라인드 비아 HDI 설계

7개 그룹의 지그재그 블라인드 비아는 밀리미터파 대역에서 기생 커패시턴스와 인덕턴스를 생성하는 긴 스루 비아 스텁을 제거합니다. 다단계 블라인드 비아 스태킹은 상단 안테나 계층 상호 연결을 내부 전력/접지 전환과 분리하여 기존 스루 비아 12층 보드 대비 RF 신호 경로 길이를 40% 단축합니다.

 

 

전기 및 열 안정성

RO3010은 Dk 열 계수가 -395 ppm/°C인 반면 RO4350B는 -50°C에서 150°C까지 +50 ppm/°C의 Dk 드리프트를 제공합니다. 하이브리드 스택업의 복합 유전체 온도 응답은 자동차 등급 작동 범위(-40°C ~ 125°C)에서 안테나 공진 주파수 드리프트와 광대역 전송선 임피던스 안정성을 균형 있게 조절합니다. RO3010의 열 전도율(0.95 W/m·K)은 고이득 안테나 패치에 대한 우수한 열 방출을 제공하며, RO4350B의 0.69 W/m·K 열 전도율은 전력 증폭기 열을 내부 접지면으로 분산시킵니다.

 

 

응용 분야

• 5G 기지국 증폭기
• 위성 통신
• 밀리미터파 장비
• 위상 배열 피드 네트워크
• GPS/GNSS 안테나

 

 

Q1: 단일 재료 대신 하이브리드 스택업을 사용하는 이유는 무엇인가요?

하이브리드 스택업은 재료 특성에 따라 전기적 기능을 분할합니다. RO3010의 고 Dk(10.2)는 컴팩트 안테나 계층 및 소형화된 피드 네트워크에 사용됩니다. RO4350B(3.48)는 FR-4 공정성을 갖춘 저손실 RF 계층을 제공하여 비용을 절감합니다. RO4450F 프리프레그는 이를 안정적으로 접착합니다. 이 접근 방식은 모든 RO3010 12층 보드에 비해 약 22%의 비용을 절감합니다.

 

 

Q2: 니켈 프리 EPIG 마감이란 무엇이며 왜 중요한가요?

EPIG(무전해 팔라듐/침지 금)는 표준 ENIG의 니켈 계층을 얇은 팔라듐 차단층으로 대체합니다. 니켈은 강자성이며 24GHz 이상의 삽입 손실을 유발합니다. 니켈 프리 마감은 10-40GHz에서 ENIG보다 0.18 dB/인치 낮은 손실을 제공하면서 납땜 조인트 신뢰성과 금 와이어 본딩 기능을 유지합니다.

 

 

Q3: RO4350B와 RO3010은 UL94 V-0 등급인가요?

예. RO4350B는 UL94 V-0 등급입니다. RO3010도 V-0 등급입니다. RO4003C는 UL94 V-0 등급이 아니므로 V-0이 요구 사항인 경우 RO4350B가 올바른 선택입니다.

 

 

Q4: RO4350B와 RO3010은 어떻게 접착되나요?

할로겐 프리, 고 Tg 접착 재료인 RO4450F 프리프레그를 사용하여 접착됩니다. RO4450F는 Rogers 코어를 접착하거나 Rogers 계층을 FR-4에 접착하는 다층 구조를 위해 특별히 설계되었습니다. UL94 V-0 등급이며 열 신뢰성 문제 없이 CTE 매칭된 적층을 보장합니다.

 

 

Q5: 이 설계에서 블라인드 비아는 어떤 용도로 사용되나요?

7개 그룹의 지그재그 블라인드 비아(1-2, 2-5, 2-6, 2-8, 1-9, 10-12, 3-12)는 밀리미터파 대역에서 기생 커패시턴스와 인덕턴스를 생성하는 긴 스루 비아 스텁을 제거합니다. 기존 스루 비아 12층 보드에 비해 RF 신호 경로 길이를 40% 단축하여 필터 차단 대역 감쇠 및 안테나 방사 효율을 향상시킵니다.

 

 

시작할 준비가 되셨나요?

이 12층 RO4350B+RO3010 하이브리드 PCB는 니켈 프리 EPIG 마감 및 블라인드 비아 구조로 제조될 수 있습니다.

 

 

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