Les conceptions de PCB hybrides haute fréquence continuent de repousser les limites du matériel radar, de communication 5G/6G et de réseau multiéléments. Aujourd'hui, nous décomposons un système sophistiquéPCB hybride à 12 couches de cuivreconstruit avec des stratifiés Rogers RO4350B, RO3010 et un préimprégné de liaison RO4450F, conçu pour répondre aux exigences strictes d'intégrité du signal RF.

Empiler-configuration et configuration du matériel

Cette pile hybride avancée mélange plusieurs diélectriques haute fréquence Rogers pour équilibrer les performances RF et la faisabilité de la fabrication. De nombreux concepteurs se demandent souvent quand choisir le RO4350B par rapport au RO3010, et cette pile est une démonstration pratique de la manière dont les deux matériaux se complètent au lieu de se concurrencer.

• Noyau extérieur supérieur et inférieur : 4 mil Rogers RO4350B
• Noyaux haute fréquence intermédiaires : 5 mil, 10 mil et 25 mil Rogers RO3010
• Préimprégné de liaison : Rogers RO4450F
• Épaisseur de la presse finie : 3,14 mm

La spécification du cuivre suit les pratiques de conception RF standard :

• Couches extérieures : 1 oz de cuivre
• Couches internes de signal/terre : 0,5 oz de cuivre

Une règle empirique courante que nous suivons : le cuivre plus lourd de 1 once sur les couches externes gère les traces d'antenne microruban plus larges, tandis que le cuivre intérieur plus fin de 0,5 once maintient l'impédance de la bande étroitement contrôlée sans forcer une largeur de trace excessive.

Détails mécaniques et de fabrication

• Dimension du PCB unique : 107 mm × 91,5 mm, en panneaux en 2 pièces par réseau
• Solder Mask : Masque de soudure vert avec sérigraphie blanche
• Finition superficielle :Or palladium sans nickel (EPIG)

Cette finition palladium-or sans nickel mérite une comparaison côte à côte avec l'ENEPIG classique. La couche barrière en nickel de l'ENEPIG standard introduit une perte d'insertion haute fréquence notable due à l'effet cutané dans les bandes micro-ondes. La suppression du nickel préserve les performances du signal, tout en conservant une soudabilité fiable et une capacité de liaison des fils – un avantage essentiel pour les circuits mmWave et radar.

Architecture complexe de stores à plusieurs étages

Pour réaliser des interconnexions haute densité sur cette pile de 12 couches de cuivre, plusieurs ensembles de vias aveugles sont implémentés :

• Vias aveugles : 1–2, 2–5, 2–6, 2–8, 1–9, 10–12, 3–12

Lorsque l’on compare les vias borgnes aux trous traversants traditionnels, l’avantage devient ici évident. Les vias traversants percent toute la carte et brisent plusieurs plans de masse de référence, augmentant l'inductance parasite et nuisant à l'isolation. Ces vias aveugles à profondeur sélective acheminent les connexions uniquement entre les couches cibles, protégeant ainsi les plans de masse critiques et raccourcissant les chemins des signaux RF. Il libère également un espace de routage précieux pour les traces haute fréquence denses.

Pourquoi choisir cette pile hybride RO4350B + RO3010 ?

1. Avantages du double matériau haute fréquence

Le RO4350B offre un Dk stable pour les traces d'antenne microruban externes, tandis que le RO3010 offre une perte ultra faible pour les circuits stripline de couche interne. Le préimprégné RO4450F offre une compatibilité de stratification fiable entre différents matériaux Rogers, un détail clé souvent négligé lors du mélange de noyaux diélectriques différents.

2. Optimisé pour une faible perte d'insertion

Comme évoqué précédemment, l’EPIG sans nickel évite la perte par effet cutané observée avec les finitions contenant du nickel. La différence peut être négligeable aux fréquences inférieures au GHz, mais elle devient un goulot d'étranglement en termes de performances une fois que l'on travaille dans des gammes d'ondes millimétriques.

3. Attribution flexible des couches

Nous séparons les couches de signaux haute fréquence et les couches de contrôle numérique sur différents noyaux diélectriques pour supprimer la diaphonie. Cette stratégie de disposition crée une bien meilleure isolation par rapport à l'empilement de traces RF et numériques sur des couches diélectriques identiques sans plans de masse tampons.

Applications cibles typiques

• Systèmes radar ADAS automobiles
• Station de base 5G/6G et unités radio distantes
• Émetteurs-récepteurs de communication par satellite
• Modules d'antenne réseau à commande de phase
• Équipement de capteur à micro-ondes

Pensées finales

La conception et la fabrication de PCB Rogers hybrides multicouches avec des épaisseurs diélectriques variées et des vias aveugles complexes sont bien plus complexes qu'une carte multicouche FR4 standard. Cela nécessite un contrôle strict du laminage, un alignement précis des couches et une technologie de perçage spécialisée. Cette pile hybride à 12 couches de cuivre représente une solution pratique pour les ingénieurs qui ont besoin d'intégrer plusieurs fonctions RF dans un seul assemblage PCB compact.