2025 Rogers RFPCB 재료 가이드: R4350B vs. R4003 vs. R5880 – 고주파 설계 선택 방법

5G 네트워크, 레이더 시스템 및 자동차 ADAS(고급 운전자 지원 시스템)가 픽셀 단위의 완벽한 신호 무결성을 요구하는 고주파 전자 장치 세계에서 Rogers Corporation의 RFPCB 소재는 최고의 표준으로 자리잡고 있습니다. 1GHz 이상의 신호 손실 및 불안정한 유전 특성으로 어려움을 겪는 일반 FR4 PCB와 달리 Rogers 소재(R4350B, R4003, R5880)는 최대 100GHz의 주파수에서 일관된 성능을 제공하도록 설계되었습니다. Grand View Research에 따르면 글로벌 RFPCB 시장은 5G 확장과 항공우주/방위 혁신에 힘입어 2025년부터 2032년까지 연평균 성장률(CAGR) 8.5%로 성장할 것으로 예상됩니다. Rogers 소재는 이 고성능 부문의 35% 이상을 차지합니다.

이 가이드에서는 Rogers R4350B, R4003 및 R5880의 중요한 속성을 분석하고 RFPCB 성능을 향상시키는 방법을 설명하며 통신, 항공우주 및 자동차 산업 전반에 걸쳐 애플리케이션을 매핑합니다. 또한 귀하의 프로젝트에 적합한 Rogers 소재를 선택하는 데 도움을 드리고 제조 파트너에게서 무엇을 찾아야 하는지 강조해 드릴 것입니다.

주요 시사점
1. 유전 안정성은 타협할 수 없습니다. Rogers R4350B(Dk=3.48), R4003(Dk=3.55) 및 R5880(Dk=2.20)은 5G 및 레이더의 임피던스 제어에 중요한 주파수/온도 전체에서 일관된 유전 상수를 유지합니다.
2. 낮은 손실 = 더 나은 성능: R5880은 0.0009(10GHz)의 손실 탄젠트를 가지며 밀리미터파 시스템에 이상적입니다. R4350B(Df=0.0037)는 중급 RF 애플리케이션을 위한 성능과 비용의 균형을 유지합니다.
3. 산업별 강점: R5880은 항공우주 분야에서 탁월합니다(경량, -50°C ~ +250°C 허용 오차). R4003은 자동차 예산에 적합합니다. R4350B는 5G 기지국의 주력 제품입니다.
4.Rogers는 FR4보다 성능이 뛰어납니다. Rogers 소재는 FR4보다 신호 손실이 50~70% 낮고 임피던스 안정성이 3배 더 우수하므로 고주파 설계에 필수입니다.
5. 전문가와 협력: LT CIRCUIT와 같은 제조업체는 Rogers 재료가 올바르게 처리(예: 제어된 라미네이션, 정밀 드릴링)되어 잠재력을 최대한 발휘할 수 있도록 보장합니다.

Rogers R4350B, R4003 및 R5880의 중요 특성
Rogers의 RFPCB 재료는 안정적인 유전 특성, 초저 신호 손실, 견고한 환경 탄력성이라는 세 가지 핵심 특성으로 구별됩니다. 다음은 각 재료의 주요 사양과 사용 사례에 대한 자세한 분석입니다.

1. Rogers R4350B: 중급 RF 주력 제품
R4350B는 성능, 비용 및 제조 가능성의 균형을 유지하는 가장 다재다능한 Rogers 소재입니다. 신호 무결성과 열 관리가 중요한 중~고주파 애플리케이션(8~40GHz)용으로 설계되었지만 예산도 여전히 고려 사항입니다.

R4350B의 주요 사양

R4350B에 이상적인 애플리케이션
a.5G 매크로 기지국 안테나 및 소형 셀
b.마이크로파 지점 간(P2P) 통신 링크
c.자동차 레이더 센서(단거리, 24GHz)
d.산업용 RF 센서(예: 레벨 감지기, 모션 센서)

예: 한 선도적인 통신 제조업체는 5G 소형 셀 안테나에 R4350B를 사용하여 FR4에 비해 신호 손실을 30% 줄였습니다. 이로 인해 도시 지역의 적용 범위가 15% 향상되었습니다.

2. Rogers R4003: 경제적인 RF 솔루션
R4003은 Rogers의 보급형 RF 소재로, FR4보다 더 나은 성능이 요구되는 비용에 민감한 응용 분야용으로 설계되었습니다. 표준 PCB 제조 공정(특수 도구 필요 없음)과 호환되므로 대량 생산에 이상적입니다.

R4003의 주요 사양

R4003에 이상적인 애플리케이션
a.자동차 V2X(Vehicle-to-Everything) 통신 모듈(5.9GHz)
b.Wi-Fi 6/6E 라우터 및 액세스 포인트
c. 저전력 RF 트랜시버(예: IoT 센서)
d.소비자 RF 장치(예: RF 피드백이 있는 무선 충전 패드)

예: 한 주요 자동차 제조업체는 V2X 모듈에 R4003을 채택하여 도시 교통 환경에서 신호 신뢰성을 유지하면서 R4350B에 비해 자재 비용을 25% 절감했습니다.

3. Rogers R5880: 고성능 밀리미터파 리더
R5880은 초고주파 애플리케이션(24~100GHz)을 위한 Rogers의 프리미엄 소재입니다. 초저 손실과 탁월한 열 안정성 덕분에 항공우주, 국방, 고급 5G(mmWave) 설계를 위한 최고의 선택입니다.

R5880의 주요 사양

R5880에 이상적인 애플리케이션
a.5G mmWave 기지국 및 사용자 장비(예: mmWave 지원 스마트폰)
b.항공우주 레이더 시스템(예: 공중 조기 경보 레이더, 77 GHz)
c.위성 통신 페이로드(Ka 대역, 26~40GHz)
d.방어 전자전(EW) 시스템

예: 한 방위 산업체는 77GHz 공중 레이더에 R5880을 사용하여 R4350B에 비해 신호 손실을 40% 줄여 레이더의 탐지 범위를 20km 확장했습니다.

나란히 있는 재료 비교
선택을 단순화하기 위해 R4350B, R4003 및 R5880이 서로 및 FR4(가장 일반적인 일반 PCB 재료)와 비교되는 방식은 다음과 같습니다.

Rogers Materials가 RFPCB 성능을 향상시키는 방법
Rogers 소재는 RFPCB에만 "작동"하는 것이 아니라 일반 소재(예: FR4)가 해결할 수 없는 핵심 문제점을 해결합니다. 다음은 고주파수 설계에 Rogers를 필수불가결하게 만드는 세 가지 주요 성능 이점입니다.

1. 임피던스 제어: 신호 무결성의 기초
신호 반사 및 손실을 최소화하려면 임피던스 제어(PCB의 전기 저항을 구성 요소의 요구 사항(예: RF 안테나의 경우 50Ω)에 일치시키는 것)이 중요합니다. Rogers 소재는 안정적인 유전 상수 덕분에 탁월한 성능을 발휘합니다.

Rogers가 임피던스 제어를 위해 FR4를 능가하는 이유

실제 영향: R5880을 사용하는 5G mmWave 안테나는 전체 표면에 걸쳐 ±1% 허용 오차로 50Ω 임피던스를 유지했습니다. FR4를 사용한 동일한 설계의 임피던스 변동은 ±7%로 안테나 가장자리에서 15%의 신호 손실이 발생했습니다.

2. 고주파수 설계를 위한 초저신호 손실
1GHz 이상의 주파수에서는 유전 흡수 및 도체 저항으로 인한 신호 손실이 주요 문제가 됩니다. Rogers 소재는 이러한 손실을 최소화하여 더 긴 신호 범위와 더 선명한 데이터 전송을 가능하게 합니다.

신호 손실 비교(10GHz)

주요 통찰: 5G mmWave(28GHz)의 경우 신호 손실은 100미터마다 두 배로 늘어납니다. FR4 대신 R5880을 사용하면 mmWave 기지국의 최대 사용 범위가 200m에서 400m로 확장됩니다. 이는 도시 5G 커버리지에 매우 중요합니다.

3. 환경 탄력성: 가혹한 조건에 대한 견고성
RFPCB는 실외 5G 인클로저(비, 온도 변화), 자동차 엔진 베이(열, 진동), 항공우주 시스템(극저온, 방사선) 등 열악한 환경에서 작동하는 경우가 많습니다. Rogers 소재는 이러한 조건을 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

환경성과 비교

예: R5880을 사용하는 군용 레이더 시스템은 북극(-50°C) 및 사막(+50°C) 환경에서 5년 동안 안정적으로 작동했습니다. FR4를 사용한 동일한 설계는 박리 및 신호 드리프트로 인해 분기별 유지 관리가 필요했습니다.

주요 산업 전반에 걸친 Rogers 소재 응용
Rogers R4350B, R4003 및 R5880은 통신, 항공우주/방위, 자동차 등 세 가지 고성장 산업의 고유한 요구 사항에 맞춰 제작되었습니다. 다음은 각 재료가 이러한 부문에 어떻게 적합한지 보여줍니다.

1. 통신: 5G 및 그 이상을 지원
글로벌 5G 출시는 Rogers RFPCB 수요의 가장 큰 단일 동인입니다. 5G에는 6GHz 미만(광범위) 주파수와 mmWave(고속) 주파수를 모두 처리하는 재료가 필요합니다. 이는 FR4가 할 수 없는 일입니다.

시장 데이터: Rogers는 5G 기지국이 4G 기지국보다 장치당 RFPCB 재료를 2~3배 더 많이 사용하고 이 중 80%가 R4350B 또는 R5880을 사용하는 것으로 추정합니다.

2. 항공우주 및 방위: 중요한 임무를 위한 견고성
항공우주 및 방위 응용 분야에서는 무중력, 방사선, -50°C ~ +250°C의 온도 변화 등 극한 조건에서 완벽하게 작동하는 재료가 필요합니다. Rogers 소재는 이러한 표준을 충족합니다.

사례 연구: 한 선도적인 항공우주 회사는 위성의 Ka 대역 페이로드에 R5880을 사용했습니다. 이 물질은 우주에서 10년 동안 안정적인 Dk(±0.01)를 유지하여 위성과 지상국 간의 중단 없는 통신을 보장했습니다.

3. 자동차: 스마트 자동차의 안전성과 연결성
현대 자동차는 안전(ADAS 레이더), 연결(V2X) 및 인포테인먼트(Wi-Fi/Bluetooth)를 위해 RF 기술을 사용합니다. Rogers 소재는 열, 진동, 가혹한 화학 물질 등 자동차 관련 문제를 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

추세: 2027년까지 신차의 90%에 ADAS 레이더가 포함될 것이며 대부분 Rogers R4350B 또는 R5880을 사용합니다. 이는 FR4 기반 레이더 센서가 Rogers 기반 레이더 센서보다 극심한 열에서 3배 더 자주 실패하기 때문입니다.

RFPCB에 적합한 Rogers 재료를 선택하는 방법
올바른 Rogers 재료를 선택하는 것은 빈도, 환경 및 예산이라는 세 가지 요소에 따라 달라집니다. 이 단계별 프레임워크를 사용하여 올바른 선택을 하세요.

1단계: 자료와 빈도 일치
RFPCB 설계의 첫 번째 규칙은 더 높은 주파수 = 더 낮은 Dk 및 Df입니다. 이 가이드를 사용하여 프로젝트의 주파수 범위에 맞게 자료를 정렬하세요.

2단계: 운영 환경 고려
1.환경 조건(온도, 습도, 진동)에 따라 옵션이 좁아집니다.
2.극한 온도(-50°C ~ +250°C): R5880(항공우주, 방위)을 선택하십시오.
3. 적당한 온도(-40°C ~ +150°C): R4350B(5G 기지국, 자동차 엔진 베이)를 선택하세요.
4. 온화한 온도(-40°C ~ +125°C): R4003(소비자 전자 제품, 실내 자동차)을 선택합니다.
5.높은 습도/진동: 모든 Rogers 재료가 작동하지만 R5880은 박리에 대한 최고의 저항성을 제공합니다.

3단계: 성과와 예산의 균형
Rogers 재료는 FR4보다 비용이 많이 들지만 투자는 신뢰성 측면에서 보상을 받습니다. 이 예산 가이드를 사용하세요:
1. 프리미엄 성능(비용 제한 없음): R5880(항공우주, mmWave 5G).
2. 균형 잡힌 성능/비용: R4350B(5G 기지국, 중거리 레이더).
3. 예산에 민감한(대량): R4003(V2X, Wi-Fi 6 라우터).

의사결정나무 예시:
주류 자동차용 24GHz ADAS 레이더를 설계하는 경우:
1. 주파수 = 24GHz → R4350B 또는 R5880.
2.환경 = 엔진 베이(+150°C) → 둘 다 작동합니다.
3. 예산 = 주류 자동차 → R4350B(R5880보다 30% 저렴).

Rogers RFPCB를 위해 LT CIRCUIT와 파트너 관계를 맺어야 하는 이유
최고의 Rogers 소재라도 올바르게 제조되지 않으면 성능이 저하됩니다. LT CIRCUIT는 Rogers R4350B, R4003 및 R5880 처리를 전문으로 하며 잠재력을 최대한 발휘할 수 있는 전문 지식을 갖추고 있습니다.

1. 고급 제조 역량
LT CIRCUIT는 전문 장비와 프로세스를 사용하여 Rogers의 고유한 특성(예: 낮은 Dk, 높은 Tg)을 처리합니다.
a. 제어된 라미네이션: 진공 핫 프레스(온도 ±2°C, 압력 ±1kg/cm²)를 사용하여 균일한 접착을 보장합니다. 이는 Dk 안정성을 유지하는 데 중요합니다.
b.정밀 드릴링: 레이저 드릴(10μm 정확도)은 고밀도 RF 설계를 위한 마이크로비아를 생성합니다. 다이아몬드 비트가 있는 기계식 드릴은 재료가 닳는 것을 방지합니다.
c.Plating: 무전해 구리 도금(0.5μm 두께)은 마이크로비아의 균일한 커버리지를 보장하여 신호 손실을 줄입니다.
d.테스트: 인라인 AOI(5μm 해상도) 및 X선 검사(20μm 해상도)는 비아의 보이드 또는 고르지 않은 트레이스 폭과 같은 결함을 포착합니다.

2. 산업 인증 및 품질 관리
LT CIRCUIT는 RFPCB 제조에 ​​대한 가장 엄격한 표준을 충족하여 일관성과 신뢰성을 보장합니다.

3. 복잡한 RF 설계를 위한 맞춤형 솔루션
LT CIRCUIT는 고객과 긴밀히 협력하여 Rogers RFPCB를 고객의 특정 요구 사항에 맞게 조정합니다.
a. 맞춤형 스택업: 복잡한 임피던스 프로파일(예: mmWave용 차동 쌍)을 위해 Rogers 소재를 사용하여 다층 RFPCB(최대 12개 층)를 설계합니다.
b.재료 조합: 하이브리드 PCB(RF 섹션용 Rogers, 전력 섹션용 FR4)에 Rogers와 FR4를 결합하여 비용을 절감합니다.
c. 프로토타입에서 생산까지: 일관된 품질로 빠른 프로토타입 제작(R4350B의 경우 2~3일) 및 대량 생산(월 100,000개 이상)을 제공합니다.

사례 연구: LT CIRCUIT는 5G 장비 제조업체가 하이브리드 RFPCB(mmWave 안테나 섹션용 R5880 및 전력 관리 섹션용 FR4)를 설계하는 데 도움을 주었습니다. 이를 통해 신호 무결성을 유지하면서 자재 비용을 20% 절감했습니다.

FAQ: Rogers RFPCB에 대한 일반적인 질문
1. 다층 RFPCB에 Rogers 소재를 사용할 수 있습니까?
예. Rogers R4350B, R4003 및 R5880은 모두 다층 설계(최대 12개 층)와 호환됩니다. 주요 고려 사항은 다음과 같습니다.
a. 뒤틀림을 방지하기 위해 대칭형 스택업을 사용합니다(예: 상단/하단에 R4350B 레이어, 비용을 위해 FR4 내부 레이어).
b. 층 전체에 걸쳐 Dk 안정성을 유지하기 위해 균일한 적층 압력을 보장합니다.
c.전체 보드를 통한 신호 손실을 방지하기 위해 블라인드/매장 비아(레이저 드릴링)를 사용합니다.

2. Rogers RFPCB는 표준 PCB 조립 공정과 호환됩니까?
대부분 - R4003 및 R4350B는 표준 리플로우 솔더링(최고 온도 260°C) 및 SMT 배치와 함께 작동합니다. R5880에는 약간 수정된 프로세스가 필요합니다.
a. low-Dk 재료의 손상을 방지하려면 리플로우 최고 온도(240°C)를 낮추십시오.
b.재료 품질 저하를 방지하려면 공격적인 용제(이소프로필 알코올 사용)로 세척하지 마십시오.

3. Rogers RFPCB의 성능을 어떻게 테스트합니까?
Rogers RFPCB에 대한 중요한 테스트는 다음과 같습니다.
a.임피던스 테스트: TDR(Time Domain Reflectometer)을 사용하여 임피던스 허용 오차를 확인합니다(R5880의 경우 ±1%, R4350B/R4003의 경우 ±2%).
b.삽입 손실 테스트: VNA(벡터 네트워크 분석기)를 사용하여 주파수 범위 전체의 신호 손실을 측정합니다.
c.열 테스트: 적외선 카메라를 사용하여 고전력 구성 요소의 열 방출을 확인합니다.
d.환경 테스트: 열충격 및 습도 테스트를 수행하여 장기적인 신뢰성을 검증합니다.

4. 로저스 소재로 원가절감이 가능한가요?
예. 다음 전략을 시도해 보세요.
a.하이브리드 PCB(RF 섹션에는 Rogers, 비RF 섹션에는 FR4)를 사용하여 재료비를 20~30% 절감합니다.
b.중저주파수 설계에는 R4350B 대신 R4003을 선택합니다.
c.LT CIRCUIT와 같은 제조업체와 협력하여 패널 크기를 최적화합니다(패널당 PCB 수 최대화).

결론: Rogers 재료는 고주파 RFPCB의 미래입니다
전자 장치가 더 높은 주파수(5G mmWave, 6G, 고급 레이더)를 향해 나아가면서 FR4와 같은 일반 소재의 한계는 무시할 수 없게 되었습니다. Rogers R4350B, R4003 및 R5880은 안정적인 유전 특성, 초저 신호 손실 및 견고한 환경 탄력성을 통해 이러한 제한 사항을 해결하므로 중요한 RF 설계를 위한 유일한 선택입니다.

요약하자면:
a.R5880은 성능을 타협할 수 없는 mmWave 및 항공우주/방위를 위한 프리미엄 선택입니다.
b.R4350B는 성능과 비용의 균형을 유지하면서 5G 및 중거리 레이더를 위한 다용도 제품입니다.
c.R4003은 V2X 및 Wi-Fi 6와 같은 대용량, 중저주파수 설계를 위한 예산 친화적인 옵션입니다.

Rogers 소재의 성공 비결은 LT CIRCUIT와 같이 고유한 처리 요구 사항을 이해하는 제조업체와 협력하는 것입니다. 전문 장비, 엄격한 품질 관리 및 맞춤형 설계 지원을 통해 LT CIRCUIT는 Rogers RFPCB가 귀하에게 필요한 성능을 제공하도록 보장합니다.

앞으로 Rogers 소재는 6G(100~300GHz), 자율 주행 차량(다중 주파수 레이더) 및 우주 탐사(방사선 강화 설계)에서 훨씬 더 큰 역할을 할 것입니다. 오늘 올바른 Rogers 재료 및 제조 파트너를 선택하면 고주파 전자 장치의 다음 시대를 선도할 준비가 됩니다.