Ist Rogers als Basismaterial gesetzt, steht im Lagenaufbau oft nur eine Typbezeichnung, etwa RO4350B oder RO3003. Beide gehören jedoch zu unterschiedlichen Materialfamilien und nehmen in der Fertigung verschiedene Wege. Mit der Familie ändern sich die Lochwandbehandlung, das Verbundmaterial für Mehrlagen und das Fräsen der Kontur. Wer die Trennstellen nicht kennt, kann kaum beurteilen, ob Lagenaufbau und Zeichnungshinweise vollständig sind.
Die Materialwahl selbst (FR-4 oder Rogers) behandelt FR-4 vs. Rogers Substratauswahl. Hier geht es nur um die Fertigungsunterschiede innerhalb von Rogers.
Aufbau der beiden Familien
- RO4000-Serie (z. B. RO4003C, RO4350B, RO4835): glasfaserverstärktes, keramikgefülltes Kohlenwasserstoffharz. Im Aufbau einem klassischen duroplastischen Laminat ähnlich und relativ steif.
- RO3000-Serie (z. B. RO3003, RO3006, RO3010): keramikgefüllte PTFE-Verbundwerkstoffe. Die Matrix ist PTFE; das Material ist weicher, die Oberfläche chemisch inert.
Fast jeder Prozessunterschied geht darauf zurück: hier ein duroplastisches Harzsystem, dort PTFE.
Trennstelle 1: Bohren
Beide enthalten Keramikfüllstoffe und verschleißen Bohrer stärker als Standard-FR-4. Standzeit und Bohrparameter werden in beiden Fällen materialspezifisch eingestellt.
Der Unterschied liegt in der Lochwandqualität. RO4000 ist härter; im Vordergrund stehen Werkzeugverschleiß und Wandrauheit. RO3000 ist weich und neigt beim Bohren zu PTFE-Verschmierung, Graten und verformten Lochkanten. Das erfordert scharfe Werkzeuge sowie passende Deck- und Unterlagen. Je kleiner die Bohrung und je dicker die Platte, desto größer der Unterschied.
Trennstelle 2: Lochwandvorbehandlung vor der Metallisierung
Hier unterscheiden sich die Familien am stärksten.
RO4000-Lochwände können eine konventionelle FR-4-Durchkontaktierungslinie durchlaufen. Die Rogers-Verarbeitungsrichtlinien verlangen dafür keine PTFE-typische Aktivierung.
RO3000-Lochwände aus PTFE sind chemisch inert; chemisch Kupfer haftet nicht direkt. Vor der Metallisierung ist eine Aktivierung nötig, üblich sind Natrium-Naphthalin-Ätzen oder Plasmabehandlung. Fehlt dieser Schritt, haftet die Hülse schlecht und neigt bei thermischer Belastung zur Ablösung.
Details zu Plasma-Desmear und Aktivierung: HF-Leiterplatten bohren und Plasma-Desmear.
Trennstelle 3: Verbundmaterial beim Verpressen
RO4000-Kerne lassen sich mit Rogers-Prepregs der RO4400-Serie verpressen oder mit FR-4-Prepreg zu Hybridaufbauten aus HF- und FR-4-Lagen kombinieren. Der Pressablauf bleibt nahe am Standard-Multilayer.
RO3000 ist PTFE; Standard-FR-4-Prepreg haftet darauf nur begrenzt. Mehrlagenaufbauten brauchen ein PTFE-verträgliches Verbundmaterial (zum Beispiel Rogers 2929 Bondply; maßgeblich ist die Rogers-Richtlinie für Mehrlagen), und die Pressparameter richten sich danach. Das Verbundmaterial hat eigene Permittivität und Verluste, die in die Impedanzberechnung eingehen.
Haftfestigkeit auf PTFE: HF-Leiterplatten verpressen, PTFE-Verbund; Randbedingungen für Mischaufbauten: Hybrid-Lagenaufbau.
Trennstelle 4: Kupfervorbehandlung vor Lötstopplack und Oberfläche
Bei RO4000 genügt meist mechanisches Bürsten oder chemisches Mikroätzen nach Standard.
RO3000 ist weich. Kräftiges Bürsten kann den Nutzen strecken oder verziehen und so Maßhaltigkeit und Registrierung verschlechtern; bevorzugt werden chemische Verfahren oder reduzierter Bürstdruck. Wo Lötstopplack freiliegendes PTFE bedeckt, ist die Lackhaftung gesondert zu prüfen.
Trennstelle 5: Konturfräsen
RO4000 lässt sich ähnlich wie FR-4 fräsen oder stanzen, mit vergleichbarer Kantenqualität.
RO3000 neigt beim Fräsen zu Graten und Fasern; nötig sind scharfe Fräser und kontrollierter Vorschub. Spitze Ecken, schmale Schlitze und lange dünne Stege verformen sich leichter. Konturtoleranzen und Schlitzbreiten sollten das berücksichtigen.
Übersicht der Trennstellen
| Schritt | RO4000 (keramikgefüllter Kohlenwasserstoff) | RO3000 (keramikgefülltes PTFE) |
|---|---|---|
| Bohren | Füllstoff verschleißt Werkzeug; Standzeit nach Material | Gleicher Verschleiß, zusätzlich Verschmierung und Grat |
| Lochwand | Konventionelle Metallisierungslinie | Natrium-Naphthalin- oder Plasmaaktivierung nötig |
| Mehrlagenverbund | RO4400-Prepreg oder FR-4-Prepreg | PTFE-verträgliches Verbundmaterial |
| Kupfervorbehandlung | Standard-Bürsten oder Mikroätzen | Chemisch bevorzugt, um Verzug zu vermeiden |
| Konturfräsen | Nahe an FR-4 | Gratanfällig; Reserve an Ecken und Schlitzen |
Angaben, die das Design daraufhin anpassen sollte
- Vollständige Typbezeichnung und Dicke im Lagenaufbau, nicht nur „Rogers“. Die Familie bestimmt den Prozessweg, der Typ die dielektrischen Eigenschaften.
- Verbundmaterial bei Mehrlagen angeben. Ist ein bestimmtes Bondply oder Prepreg gefordert, im Lagenaufbau nennen. Darf der Hersteller wählen, vermerken, dass die Impedanz mit dem tatsächlichen Verbundmaterial berechnet und bestätigt wird.
- Material jeder Lage bei Hybridaufbauten angeben, in Lagenreihenfolge: welche Lagen Rogers, welche FR-4.
- Ersatzregel festlegen. Ersatz innerhalb einer Familie und über Familien hinweg wirkt sich sehr unterschiedlich aus; siehe Freigabe von HF-Laminat-Ersatz.
- Kleine Bohrungen, dicke Platten und schmale Konturen auf RO3000 früh prüfen lassen. Hier wirken sich die Bohr- und Fräsunterschiede am stärksten aus.
- Oberfläche und Lötstopplackbereich in die Zeichnung. Ob freiliegendes PTFE Lötstopplack erhält, ist mit dem Hersteller abzustimmen.
Zur gesamten Prozesskontrolle siehe Prozesskontrolle in der HF-Leiterplattenfertigung, außerdem Hochfrequenz-Leiterplatten und Materialien.
Zusammenfassung
RO4000 und RO3000 heißen beide Rogers, doch das eine ist ein duroplastisches Kohlenwasserstoffsystem, das andere PTFE. Die Wege trennen sich bei Lochwandaktivierung, Mehrlagenverbund, Kupfervorbehandlung und Konturfräsen; der größte Unterschied liegt in der Lochwand. Eine Zeichnung mit vollständigem Typ, Verbundmaterial, Lagenfolge bei Hybridaufbau und Ersatzregel erlaubt dem Hersteller, den Prozessweg schon im Angebot festzulegen. Für die Prüfung eines konkreten Aufbaus: Angebot anfragen.
FAQ
F: RO4350B und RO3003 sind beide Rogers. Ist der Fertigungsablauf gleich?
A: Nein. RO4350B gehört zur RO4000-Kohlenwasserstofffamilie und kann konventionell metallisiert werden; RO3003 ist RO3000-PTFE und braucht zuerst eine Lochwandaktivierung.
F: Warum müssen PTFE-Lochwände gesondert aktiviert werden?
A: PTFE ist chemisch inert, chemisch Kupfer haftet nicht direkt. Natrium-Naphthalin- oder Plasmabehandlung verändert die Oberfläche, sodass die Metallisierung zuverlässig haftet.
F: Lassen sich RO3000-Mehrlagen mit Standard-FR-4-Prepreg verpressen?
A: Standard-FR-4-Prepreg haftet auf PTFE nur begrenzt. Üblich ist ein PTFE-verträgliches Verbundmaterial, dessen dielektrische Werte in das Impedanzmodell eingehen.
F: Kann RO4000 mit FR-4 kombiniert werden?
A: Ja. RO4000 ist duroplastisch und wird häufig mit FR-4 zu Hybridaufbauten verpresst; Lagenfolge und Materialien sind im Lagenaufbau einzeln anzugeben.
F: Reicht „Rogers“ auf der Zeichnung?
A: Nein. Die Familie bestimmt den Prozessweg, Typ und Dicke bestimmen die dielektrischen Eigenschaften. Anzugeben sind Typ, Dicke, Kupferfolie und Ersatzregel.
F: Worauf ist beim Fräsen von RO3000 zu achten?
A: Das Material ist weich und gratet leicht. Spitze Ecken, schmale Schlitze und lange dünne Stege verformen sich eher; Konturtoleranzen früh mit dem Hersteller klären.