PCB Rogers vs PCB FR4 : différences clés pour les concepteurs de PCB

Introduction

Les PCB doivent être conçus de la bonne manière et le bon matériau doit être sélectionné. Les PCB FR4 et Rogers ont des applications différentes en raison des capacités qu'ils offrent. Cette revue examinera certaines des principales différences entre ces produits pour vous aider à décider du coût, des performances et de l'adéquation de ces produits et vous assurer d'obtenir le meilleur.

Qu'est-ce que le matériau FR-4 ?

Le FR-4 est un matériau haute performance et à faible coût qui est largement utilisé dans la fabrication de circuits imprimés. fibre de verre composite époxy. Vous l'utiliserez principalement pour des motifs normaux et peu fréquents, c'est donc leur application habituelle. C'est fiable, chaleur sûr et répond aux besoins généraux de la plupart des circuits imprimés. Ce matériau pour le boîtier répond aux qualités de coût et de fonctionnalité.

Avantages du circuit imprimé FR4

PCB FR4 Les PCB sont relativement bon marché et peuvent également être utilisés dans presque tous les projets. Ils ont de très bonnes propriétés mécaniques et sont imprimables, ce qui leur permet d'accueillir plusieurs couches. Le matériau a une bonne résistivité électrique qui contribue à l'activité opérationnelle du circuit, tandis qu'il a une bonne conductivité thermique pour augmenter l'efficacité. Il est facile à fabriquer et est également très abondant.

• Un coût relativement faible et adapté à la plupart des applications.
• Les propriétés mécaniques des chaussures assurent une longue durée de vie.
• En outre, il encourage la création multicouche pour les circuits complexes.
• Bonne électricité isolation avec un niveau de conductivité thermique faible à moyen.

Applications du matériau FR4

Actuellement, il est utilisé dans les appareils électroménagers, notamment les ordinateurs portables, les téléphones portables, les téléviseurs LED, entre autres. Le FR4 est particulièrement adapté aux installations industrielles qui traitent de systèmes d'automatisation et de contrôle. Un PCB automobile auquel est attribuée une fonction électronique standard sélectionne le FR4. Il est également utilisé dans de nouveaux produits tels que les équipements ou dispositifs médicaux et les systèmes de communication à basse fréquence.

• Ordinateurs portables et smartphones TV LED Industriel.
• Système d'automatisation et de contrôle
• Cartes électroniques génériques de véhicules automobiles
• Un dispositif médical doté de propriétés électroniques générales.
• Source d'alimentation et des circuits de communication basse tension qui fonctionnent à un rythme de communication peu fréquent.

Qu'est-ce que Rogers PCB?

En utilisant des matériaux de qualité supérieure, PCB Rogers est destiné aux utilisations haute fréquence et RF. Il offre une qualité supérieure l'intégrité du signal ainsi que de faibles pertes diélectriques. Il est principalement sélectionné pour télécommunications, aérospatial et militaire Applications. Rogers est particulièrement adapté aux applications nécessitant des conceptions à hautes performances.

Types de matériaux PCB Rogers

Rogers propose différents types de matériaux pour une application donnée, comme le montre la liste suivante. Les plus populaires sont les séries Rogers 4000, 3000 et RT/duroid. Tous ces produits sont dotés d'une réponse haute fréquence fine, d'une faible atténuation du signal et d'une dissipation thermique efficace. Ils peuvent être utilisés avec des systèmes de communication, des techniques aérospatiales, des circuits haute puissance, etc.

Tableau des listes des types de matériaux pour PCB de Rogers

• Série Rogers 4000 : économique, atténuation constante du signal, constante diélectrique constante pour les applications de puissance.
• Série Rogers 3000 : caractérisation thermique améliorée, faible facteur de perte.
• Série RT/droid : les caractéristiques haute fréquence et la résistance à l'humidité sont très bonnes.

Avantages de Rogers PCB

Le PCB Rogers présente d'excellentes caractéristiques de haute fréquence et de haute puissance. En effet, il présente une très faible atténuation du signal et une bonne conductivité thermique et, en outre, un taux de fiabilité très élevé. Ces matériaux sont plus efficaces en termes de précision et de stabilité des performances des machines et équipements utilisés. Ils prolongent également la durée de vie du produit, ce qui permet de meilleures performances par rapport à d'autres produits similaires.

1. Le DLRA25X présente une faible perte avec un signal pour une utilisation haute fréquence.
2. Des caractéristiques de fonctionnement stables sont obtenues avec une fiabilité et des performances élevées dans des environnements difficiles.
3. La durée de vie des appareils est augmentée et ils sont plus durables.

Applications du matériel Rogers

Les matériaux Rogers sont largement utilisés dans les applications à haute fréquence. Ils sont utilisés dans les circuits de radiofréquence, les télécommunications, l'aérospatiale et les applications spatiales. Grâce à leur faible perte de signal et à leur haute fréquence, ces appareils sont adaptés aux opérations de précision. D'autres sont également utilisés dans automobile radar et équipement médical avancé.

• Circuits RF et antennes.
• Télécommunications, ainsi que systèmes par satellite.
• Il comprend aérospatial et aviation .
• Automobile radar et des capteurs.
• Techniques et innovations, dispositifs médicaux et équipements médicaux.

Comparaisons clés entre les matériaux Rogers PCB et FR4

Fréquence de fonctionnement

Les matériaux Rogers sont améliorés à haute fréquence et offrent une meilleure intégrité du signal par rapport au matériau FR-4. On le retrouve donc généralement dans les circuits RF, à haut débit et à haute fréquence et on peut également le trouver dans les applications numériques et de télécommunications.

Le FR4 peut cependant être utilisé dans les circuits basse fréquence, mais lorsqu'on tente d'utiliser des applications à haut débit, le signal a tendance à être perdu. Dans les applications potentielles qui pourraient être plus avantageuses en n'étant pas trop avancées dans la conception par rapport à une fréquence spécifique, le Rogers s'appliquerait.

Dureté du matériau

Le FR4 a des propriétés mécaniques élevées et convient à une utilisation standard. Il a passé très longtemps sans panne ni besoin de réparation ou de remplacement. Celui-ci est plus résistant mais moins flexible il est donc suffisamment bon pour une utilisation générale sur des PCB de base standard.

Cependant, Rogers permet une plus grande flexibilité et pourra couvrir toutes les configurations supplémentaires et les conceptions assez complexes. Votre choix doit être fait en fonction des exigences physiques de votre PCB particulier.

Processus technologique

Le FR4 est également facile à traiter, ce qui signifie que la fabrication du produit nécessite moins de temps et d'argent. Le Rogers est un matériau plus spécialisé à traiter à l'aide de stratifié moulé, ce qui nécessite des techniques avancées, c'est pourquoi sa production prend plus de temps à réaliser. Cet aspect est plus coûteux que les aspects précédents. Alors que le FR4 est plus efficace et plus rentable pour les conceptions standard, pour les conceptions sophistiquées, le Rogers en vaut vraiment la peine.

Produits applicables

Il est à noter que le FR4 est particulièrement adapté aux applications domestiques, notamment aux téléviseurs, aux ordinateurs personnels et aux appareils électroménagers. Il convient parfaitement aux conceptions bon marché et à usage courant. Rogers est supérieur pour les applications à hautes performances telles que les formes aérospatiales, les appareils de télécommunication et les circuits de série RF, où la précision et la fiabilité sont cruciales.

Stabilité d'impédance

Le matériel Rogers s'est amélioré impédance La stabilité, en particulier dans les circuits RF, permet de réduire la perte et la réflexion du signal. Il est donc adapté à une utilisation à haute fréquence dans les antennes et les appareils de communication. Le FR4 peut toujours être utilisé dans les cas où les exigences d'impédance sont faibles, mais ses performances sont médiocres lorsque la fréquence est plus élevée. Pour le contrôle critique de l'impédance, le matériau utilisé est Rogers.

Gestion thermique

Le Rogers offre un contrôle thermique élevé qui est plutôt approprié pour les applications exigeant une puissance élevée et provoquant une chaleur intense. Il est également équipé en interne pour se protéger du stress thermique et ainsi ne pas surchauffer. Le FR4 ne peut supporter qu'une faible chaleur ; il ne peut pas être utilisé avec des circuits qui nécessitent une puissance élevée. Si votre circuit génère une chaleur intense, l'application de Rogers offre des performances thermiques améliorées.

Coefficients de dispersion de perte de signal

Le Rogers présente une perte de signal moindre et une bonne qualité de dispersion, ce qui rend les conceptions haute fréquence adaptées à ce matériau. Il rend la transmission du signal sur de grandes distances et des signaux haute fréquence efficaces. D'un autre côté, du point de vue de la clarté du signal, le FR4 peut avoir une dispersion plus élevée à des fréquences de fonctionnement élevées. En général, le Rogers est un meilleur matériau pour les conceptions qui doivent avoir le moins de dissipation de signal possible.

Performances d'absorption d'humidité

Le matériau Rogers présente également une faible tangente de perte diélectrique, ce qui le rend stable à des températures et une humidité élevées. Il ne gonfle pas et ne présente pas de mauvaise réalisation dans des situations complexes. Dans une certaine mesure, le FR4 peut participer à l'humidité, ce qui pose un problème de fiabilité pour le PCB après une longue période de temps. Des deux options, le matériau Rogers est légèrement meilleur lorsque la durabilité de l'objet dans des conditions météorologiques extrêmes est nécessaire.

Domaines d'application et scénarios

FR4 convient à un usage général électronique tels que les appareils électroménagers et les ordinateurs, ainsi que les machines et industriel production. Cela est dû à la facilité de contrôle des coûts et à la fiabilité pratique du résultat.

Télécommunications : Rogers est adapté aux applications spéciales dans les circuits de télécommunications, l'aérospatiale et le domaine militaire. Optez pour Rogers lorsque la précision est requise dans l'application ou que l'environnement est risqué.

Voici un tableau pour un résumé :

PCB Rogers vs FR4 Matériaux : lequel choisir ?

Prix

Le FR4 est nettement moins cher que les matériaux Rogers et est donc idéal pour les projets parcimonieux. Il est largement utilisé dans les équipements électroniques normaux et le coût a tendance à devenir un facteur majeur. Le matériau Rogers, cependant, a un coût plus élevé, car les performances sont assez différentes de celles du FR4 dans le domaine des hautes fréquences. En termes d'avantages et d'inconvénients du Rogers, il offre une bonne intégrité du signal et également une bonne dissipation de la chaleur, mais pour les circuits plus simples, cela peut ne pas être nécessaire.

Performances haute fréquence

Il est devenu évident que le matériau de Rogers pouvait être utilisé dans des performances à haute fréquence. Il offre une faible perte de signal et une grande stabilité à la fréquence de transmission du signal. Ils sont destinés aux circuits où la direction est importante lorsque le taux de transfert de données est rapide, par exemple, utilisés dans Circuits RF. Le FR4 convient à la plupart des applications courantes, mais est inférieur au Rogers sur le plan des hautes fréquences. Cependant, si les fréquences sont supérieures à la plage normale, il convient d'utiliser le Rogers en raison de l'intégrité de son signal et de ses performances.

Contrôle d'impédance

FR4 a une intégrité du signal plus faible et une fréquence de signal plus élevée car il a une impédance moins stable. De plus, Rogers possède une qualité qui maintient l'impédance stable pour garantir la cohérence des signaux. Une telle stabilité rend Rogers idéal pour des utilisations telles que les communications à haut débit, entre autres utilisations. Pour les conceptions qui exigent une proximité contrôle d'impédance, alors utiliser Rogers est la meilleure option.

Gestion thermique

FR4 peut répondre aux exigences de charge thermique de la consommation d'énergie de classe moyenne, mais présente de faibles performances de dissipation de chaleur dans les conceptions à haute puissance. Je préfère Rogers parce que Rogers a les meilleurs comptes en matière de gestion thermique et de chaleur dissipée. Cela rend Rogers plus adapté aux applications agressives dans le domaine de l'énergie amplificateurs à cet égard. Une meilleure gestion de la chaleur est présente chez Rogers.

Performance électrique

Il est clair que les matériaux Rogers ont de meilleures caractéristiques électriques que le FR4. Ils nécessitent moins de pertes diélectriques et peuvent donc transmettre des signaux avec moins de pertes d'énergie au sein du même système. Cela est important dans les conceptions haute fréquence où la précision et la cohérence sont des aspects nécessaires des composants impliqués. Même s'il peut être maintenu pour une large gamme d'applications, le FR4 n'a pas été étudié pour offrir les caractéristiques électriques du matériau Rogers. Si votre produit nécessite la plus grande intégrité de signal possible, Rogers est le matériau qu'il vous faut.

FAQ - Foire Aux Questions

Puis-je utiliser FR4 pour des applications haute fréquence ?

FR4 n'est pas le meilleur de ce type en raison des limitations suivantes. Bien qu'il s'applique bien dans de nombreux circuits, son application à haute fréquence est très limitée.

Pourquoi le PCB Rogers est-il plus cher que le FR4 ?

FR4 est moins cher que le PCB Rogers en raison du matériau diélectrique, qui est de la fibre de verre époxy, tandis que Rogers UTILISE un matériau diélectrique, qui est Rogers Teflon matériau.

Les matériaux FR4 et Rogers peuvent-ils être combinés dans la même conception de PCB ?

Oui, dans le sens où l’utilisation conjointe des deux est une méthode permettant d’atteindre un rapport coût-performance optimal.

Conclusion

Quoi qu'il en soit, les deux modèles FR4 ont leurs avantages. Le FR4 est bon pour économiser de l'argent pour les valeurs générales, tandis que le Rogers est excellent pour ceux qui ont besoin de planifier leur conception à une fréquence plus élevée. Comme pour tout projet, il faut se concentrer sur les exigences du projet, il est alors facile d'obtenir le matériau exactement adapté qui offrira les meilleures performances et la meilleure fiabilité.