Rogers LoPro PCB制造和组装

低剖面PCB制造的最佳评估方法是通过完整的传输线结构来实现。较低的导体表面轮廓在射频设计中可能很重要，但只有在制造过程中保持成品铜箔、介质层厚度和几何形状的一致性时，才能体现其优势。材料范围：本页面涉及使用指定Rogers材料的PCB制造。Highleap Electronics负责成品电路板和PCBA的生产；层压板制造和材料销售不在我们的服务范围内。

Rogers LoPro 是一种反向处理的铜箔，旨在显著降低箔片与介质界面处的导体侧表面粗糙度，从而降低毫米波和高速数字频率下的 PCB 插入损耗。LoPro 处理侧的表面粗糙度约为0.4 µm Rz（标准电沉积 (ED) 铜箔的粗糙度为 2–4 µm），在 28 GHz 频率下可实现 0.05–0.15 dB/英寸的插入损耗降低，在 77 GHz 频率下可实现 0.10–0.25 dB/英寸的插入损耗降低，在 40 GHz SerDes 数据速率下也可获得类似的增益，同时保持适用于精细线路 PCB 制造的剥离强度。LoPro 铜箔应用于 Rogers RO4000 系列、RO3000 系列和其他高频层压板，可实现更长的走线长度、更小的天线馈电网络以及更低损耗的背板互连，适用于 5G、汽车雷达、AI 服务器和航空航天等应用。铜材规格应将损耗模型与HVLP 箔材的选择联系起来，并通过制造和组装进行规范，包括处理和粘合要求。

目录

1. 为什么铜箔粗糙度对PCB损耗有影响
2. Rogers LoPro 翼型结构及表面轮廓
3. 量化损耗降低：5G、毫米波和数字速率下的测量
4. LoPro 与标准 ED、RTF、HVLP 和 VLP 箔片
5. LoPro 的具体应用：材料和应用适配性
6. PCB设计和制造的意义
7. Highleap 为 LoPro 构建提供制造能力

1. 为什么铜箔粗糙度对PCB损耗有影响

在低频下，电流均匀地流过PCB走线的横截面，导体的体电阻率是造成损耗的主要原因。频率高于约1 GHz时，趋肤效应会将电流集中在导体表面附近——尤其集中在PCB走线两个表面中较粗糙的那一侧，即面向介质的一侧。到10 GHz时，电流在铜中的穿透深度降至约0.66 µm；到77 GHz时，则降至0.25 µm以下。一旦趋肤深度接近表面粗糙度特征的尺度，由于电流必须沿着粗糙表面上的每一个峰谷轮廓流动，导体的实际长度实际上会增加。

Hammerstad-Jensen 和 Huray 模型

两种分析框架主导着PCB损耗建模。Hammerstad-Jensen模型将表面粗糙度视为饱和损耗倍增因子——一旦粗糙度Rq超过趋肤深度的两倍左右，损耗因子就接近光滑铜表面值的两倍。Huray“雪球”模型将表面粗糙度拟合为球形粒子的集合，在10 GHz以上频率范围内，该模型能提供更高的精度，而Hammerstad模型在该频率范围内会低估损耗。

对于设计团队而言，其实际意义显而易见：在 5G 中频段（3.5 GHz，趋肤深度约为 1.1 µm），Rz 为 3–4 µm 的标准电渗铜箔的损耗倍数是理想光滑铜箔的 1.4–1.6 倍。在 77 GHz 的汽车雷达频率下，同样的铜箔损耗几乎是光滑铜箔的两倍。而 Rz 约为 0.4 µm 的 LoPro 铜箔即使在 77 GHz 频率下，损耗倍数也保持在 1.05 倍左右，几乎完全弥补了标准电渗铜箔的导体损耗。

为什么处理过的一面比鼓面更重要

电沉积铜箔具有两个截然不同的表面。鼓面（即电沉积过程中铜箔在抛光旋转鼓面上生长的一面）表面自然光滑（Rz 小于 1 µm）。而哑光面或处理面（即最初的生长尖端表面）则较为粗糙。标准的电沉积铜箔通常采用粗糙的处理面与介质层粘合的方式，因为这种粗糙度在层压过程中能将铜箔机械地锚定在树脂上，从而提供足够的剥离强度，使其能够经受住加工和组装过程。

然而，趋肤效应的物理原理意味着电流会流向与介质接触的那一面——通常是粗糙的那一面。因此，虽然粗糙度可以改善机械粘合，但它会直接增加射频损耗。像 Rogers LoPro 这样的反向处理箔片通过对较光滑的鼓面进行化学处理以增强粘合力，然后将该光滑面朝向介质，从而解决了这一难题。其结果是：导体-介质界面粗糙度低，且具有足够的剥离强度。

2. Rogers LoPro 箔片结构及表面轮廓

Rogers LoPro 是一种反向处理箔（RTF）变体，专为在 Rogers RO4000 系列、RO3000 系列以及某些 Rogers-Arlon 传统材料上进行层压面贴合而开发。其结构经过精心设计，使箔片的光滑滚筒面与介质接触，并在光滑面而非哑光面涂覆专有的粘合促进处理剂。

主要表面和物理特性

• 处理面 Rz（10 点平均粗糙度）： 约 0.4 µm — 约为标准 ED 箔的五分之一。
• 处理侧 Ra（算术平均粗糙度）： 约 0.15 微米。
• Rogers RO4350B 的剥离强度： 在 25°C 时，典型值为 0.7–0.9 N/mm，足以满足 IPC 3 级制造要求。
• 标准重量： 适用于典型的射频和高速数字应用，尺寸分别为 0.5 盎司（17 微米）、1 盎司（35 微米）和 2 盎司（70 微米）。
• 热稳定性： 兼容标准 FR4 层压循环（180°C）和 Rogers RO3000 系列 PTFE 基循环（通过选择合适的预浸料，最高可达 380°C）。
• 颜色： 与传统ED箔的粉褐色相比，处理过的一面呈现出独特的深棕色或近乎黑色的外观，便于进货检验识别。

处理化学和键合机制

标准电渗析箔依靠树脂的机械互锁形成粗糙的峰谷结构，而LoPro则依靠化学键合。多层表面处理——通常包括锌镍防锈闪层、硅烷偶联剂和铬酸盐钝化层——将光滑的鼓面与固化的介电层牢固结合。这种化学处理既保证了耐湿性，又提供了足以满足3级PCB标准的铜-树脂粘合力。

LoPro 与其他低轮廓水翼的区别

LoPro是PCB设计人员可选择的几种低剖面箔片之一，每种箔片都有其独特的结构和目标应用。了解这些区别对于确定电路板结构至关重要：箔片是材料系统的一部分，即使在同一层压板上，用一种低剖面箔片替代另一种也会影响剥离强度、蚀刻性能和最终的电气性能。

3. 量化损耗降低：5G、毫米波和数字速率下的测量

LoPro 的性能优势最好通过实测数据来体现。以下数据总结了常见 PCB 应用中典型的插入损耗测量结果，这些结果基于由包括 Highleap 在内的合格 PCB 供应商制造的共面波导和微带结构。所有测量均在完全相同的结构上进行——相同的层压板、相同的走线几何形状、相同的表面处理——唯一的区别在于铜箔的处理方式。

Sub-6 GHz 5G基站天线馈源

• 基质： RO4350B，0.508 毫米。
• 跟踪： 1.13 毫米宽 50Ω 微带线。
• 3.5 GHz 时标准 ED 箔损耗： 0.034 dB/英寸。
• LoPro 箔片在 3.5 GHz 频率下的损耗： 0.024 dB/英寸。
• 减少损失： 在 10 英寸馈线上，大约为 30%，或 0.10 dB。

28 GHz 毫米波 5G FR2 贴片天线阵列

• 基质： RO4835，0.254 毫米。
• 跟踪： 0.50 毫米宽 50Ω 微带线。
• 28 GHz 时标准 ED 箔损耗： 约 0.22 dB/英寸。
• LoPro 箔片在 28 GHz 频率下的损耗： 约 0.15 dB/英寸。
• 减少损失： 大约 0.07 dB/英寸——对于串联馈电阵列分配网络而言意义重大。

77 GHz 汽车雷达天线

• 基质： CLTE-XT，0.127 毫米。
• 跟踪： 0.20 毫米宽 50Ω 微带线。
• 77 GHz 时标准 ED 箔损耗： 约 0.52 dB/英寸。
• LoPro 箔片在 77 GHz 频率下的损耗： 约 0.32 dB/英寸。
• 减少损失： 接近 40%——这往往是能否达到雷达链路预算目标的关键所在。

高速数字——25 Gbps 和 56 Gbps PAM4

对于高速数字信号传输，相关的性能指标是奈奎斯特频率下的插入损耗：NRZ 调制方式的插入损耗为符号速率的一半，PAM4 调制方式的插入损耗为符号速率（以波特为单位）的一半。对于 25 Gbps NRZ 调制方式，奈奎斯特频率为 12.5 GHz；对于 56 Gbps PAM4 调制方式（28 Gbaud），奈奎斯特频率为 14 GHz。在这些频率下，使用 Megtron 6 或 I-Tera MT40 带状线布线时，LoPro 技术通常可将 30 英寸背板走线上的总通道损耗降低 1.5–2.5 dB，足以将传输距离延长一到两层，或在均衡预算中增加 1–2 dB 的裕量。