高频PCB基材：Rogers vs FR-4性能对比

在电子产品的设计与制造中，电路板材料扮演着基础且关键的角色，其性能的优劣直接关系到电子设备的运行效率、稳定性以及使用寿命。Rogers主要用于高频材料，材料稍软，适用于频率较低且额定温度设置的产品 ，高介电常数，高稳定性阻抗、信号损失弥散系数——Rogers材料PCB可以以最小的电子信号损耗提供最可靠的结果。Rogers和FR4作为目前市场上应用广泛的两类电路板材料，深受电子工程师的青睐。那么，它们在性能方面究竟有哪些差异呢？

一、电气性能：信号传输的关键因素

结论：Rogers高频板凭借低介电常数与稳定损耗因子，显著降低信号传输延迟与损耗，特别适合5G通信、雷达等高频高速应用。而FR4在普通电子设备中表现稳定，但高频性能受限。

二、热性能：设备稳定运行的保障

1. 热膨胀系数

热膨胀系数衡量了材料在温度变化时的尺寸变化程度。FR4板的热膨胀系数（Z轴CTE）相对较高，通常在70 - 90 ppm/°C左右。温度变化时，易导致金属化通孔问题，影响电路板稳定性。

Rogers材料的热膨胀系数较低，如RO4350B为32 ppm/°C，尺寸稳定性好，可适应温度变化，保障多层电路稳定运行。

2. 耐热性

FR4板的玻璃化转变温度（Tg）一般在135 - 170℃之间，最高使用温度超130℃以上。长期处于高温环境或经历无铅回流焊等高温工艺时，其性能可能会受到一定影响，如出现变形、分层等现象。

Rogers高频板中的部分产品耐热性好，热导率高，可快速散热，稳定性强，能承受更高温度，适用于航空航天、军事设备等高温环境。

三、机械性能：加工与使用的稳定性考量

加工特性​​

• FR4：兼容常规PCB工艺，易钻孔/锣板，良率高
• Rogers：需防翘曲控制，刀具磨损快

机械强度​​

• FR4：高抗弯曲强度（适合振动环境）
• Rogers：脆性较大（精密组装需求严格）

四、成本与应用领域：综合考虑的选择因素

1. 成本
FR4生产工艺成熟，原材料供应充足，价格低廉。

Rogers高频板材料和工艺成本较高，但在高性能、高精度要求的特殊应用场景中，Rogers高频板凭借其卓越的性能能够带来产品性能的大幅提升，因此具有不可替代的地位，常见于5G通信、航空航天、军事设备等领域。

2. 应用领域
FR4在常规的低频到中频电路中表现出色，其稳定的性能和较低的成本使其成为大多数电子产品的理想选择。在消费电子、工业控制、汽车电子领域等普通电子产品，FR4能够满足基本的电气性能和机械性能要求。

Rogers高频板则专注于满足高频高速、高性能和高可靠性要求的特殊应用场景。在通信领域，5G基站和卫星通信系统需要处理高速数据和高频信号，Rogers高频板的低介电常数、低损耗因子和稳定的阻抗控制特性能够确保信号的高效传输和高质量接收。

五、材料选择的策略与建议

在选择材料时，应综合多方面因素进行考量。如果应用场景是对成本较为敏感、工作频率较低的普通电子产品，FR4是经济实用的选择。但对于对高频性能、信号完整性、热稳定性等有严格要求的高端领域，如5G通信、航空航天、军事设备等，Rogers高频板则是更好的选择。在一些对性能和成本都有要求的中高端产品中，可采用混合设计的方式，如射频/微波电路用Rogers高频板，功率分配等地层用FR4材料。

Rogers和FR4各有其独特的优势和应用场景。了解它们的性能差异，综合考虑成本、性能等因素，才能根据具体需求做出明智的材料选择，为电子设备的稳定运行和性能提升提供有力保障。