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사례: 77 GHz 자동차 레이더용 10층 FR4 + Rogers RO3003 혼합 PCB

독일 반도체 기업이 77 GHz 자동차 레이더용으로 FR4 Tg180과 Rogers RO3003을 혼합 적층한 10층 보드를 필요로 했습니다. BGA · QFN · 안테나 급전선을 한 보드에 담고, 시제품은 2주 안에 내야 했습니다.

Hitech Circuits 엔지니어링 데스크

중국 선전 · PCB 제조 및 실장

4 분 소요

게시:

최종 업데이트:

기술 검토: 공정 수치는 공개된 역량 자료와 대조해 확인했습니다.

Rogers 적층판에 임피던스 제어 배선이 있는 고주파 RF PCB

INE Technologies는 DAX에 상장된 독일 반도체 제조사로, 자동차 · 전력 반도체 분야의 세계 주요 생산 기업 중 하나입니다. 자동차가 매출의 약 절반을 차지하는 핵심 사업이고, 전력 · 센서 시스템이 약 29 %, 그린 산업용 전력이 11 %, 커넥티드 보안 시스템이 10 %입니다. 2025년 5월부터 Automotive · Power Systems · Edge 세 사업부로 통합하고 있으며, Marvell의 자동차 이더넷 사업과 ams OSRAM의 비광학 아날로그 · 혼성신호 센서 사업을 인수해 소프트웨어 정의 차량용 시스템 공급으로 이동하고 있습니다.

포트폴리오는 AURIX™ 자동차 MCU, SiC/IGBT 전력 모듈, RASIC™ mmWave 레이더 칩, 자동차 센서, 이더넷 · 보안 IC에 이르며, OEM 앞단의 글로벌 Tier-1(Bosch, Continental, ZTE 등)에 공급합니다. 77/79 GHz 레이더 칩은 자동 긴급 제동, 어댑티브 크루즈 컨트롤, 사각지대 감지, 차내 생체 신호 감지에 사용되는 대표 제품으로, 안전이 걸린 기능이므로 공급망 요구가 유난히 엄격합니다.

프로그램

2026년 초 자동차 레이더 프로젝트가 시제품 검증에 들어갔습니다. 요구 사양은 시행착오의 여지가 없는 보드였습니다.

  • 10층, 그리고 일반적인 적층이 아닌 FR4 Tg180과 Rogers RO3003의 혼합 적층
  • ENIG 표면 처리
  • BGA, QFN, 77 GHz 안테나 급전선을 같은 보드에
  • 시제품 2주, 양산 3~4주
  • 자동차 마이크로파 레이더 — 리워크로 결함을 가려서는 안 되는 안전 부품

공급사 승인 기준이 하한을 정했습니다. IATF 16949가 입장 조건이고, APQP/PPAP가 표준 관행이며, IPC-A-600/610 Class 3이 합격 기준이고, 완전한 추적성과 무결점 문화가 실제 시험이었습니다.

난이도가 있는 지점

RO3003은 유전율 약 3.0과 매우 낮은 손실을 가진 세라믹 충전 PTFE 계열 고주파 적층판이라 77 GHz 레이더에 적합합니다. 그러나 열팽창 계수, 경화 거동, 수지 흐름, 강성이 FR4와 근본적으로 달라, 두 재료를 하나의 10층 보드로 적층하는 일은 성질이 반대인 두 재료를 접합하는 것과 같습니다.

보드를 좌우하는 장벽은 다음과 같습니다.

  • CTE 불일치 — 휨과 델라미네이션. FR4 Tg180과 RO3003은 팽창 · 수축이 달라 적층 · 리플로우 · 열 사이클에서 층마다 다른 비율로 수축합니다. 그 결과 보드 휨, 층간 델라미네이션, PTH 신뢰성 저하가 나타납니다.
  • 두 경화 조건을 동시에 만족해야 하는 적층 윈도. FR4 프리프레그는 완전 경화에 더 높은 온도가 필요하고, RO3003/PTFE 계는 고온 · 압력 · 수지 흐름에 더 민감합니다. 경화 부족, 과도한 수지 흐름, 두께 불균일이 모두 실제 위험입니다.
  • 접합 필름 선택. 표준 FR4 프리프레그는 Rogers 고주파층을 직접 접합할 수 없습니다. Dk/Df가 불연속이 되고 접합 강도가 부족해져 임피던스 이탈, 손실 증가, 델라미네이션 위험으로 나타납니다.
  • 두 유전체에 걸친 임피던스 제어. RO3003은 Dk ≈ 3.00, FR4는 4.2~4.5이므로 신호가 경계를 넘을 때 실효 Dk가 급변하고 마이크로스트립 · 스트립라인 구조의 임피던스가 흔들립니다.
  • 드릴 · 홀 메탈라이제이션 · 정합. PTFE는 홀 벽 거칠기, 디스미어 요구, 젖음성이 FR4와 달라 접착 불량, 홀 크랙, CAF 형성 위험이 커집니다. 팽창 차이는 블라인드 · 베리드 비아와 미세 피치 BGA 영역의 정합도 이동시킵니다.

현장에서 엔지니어링이 바꾼 것

  • 대칭 적층. 고주파 코어, FR4 코어, 접합 필름을 상하 대칭으로 배치하고 동박 분포를 균형 있게 해 적층 후 휨을 낮게 유지했습니다.
  • 호환 접합 필름. 표준 FR4 프리프레그 대신 Rogers가 권장하거나 사내에서 검증한 저손실 접합 필름 · 전이 프리프레그를 사용해 층간 접합 강도를 유지하고 계면의 Dk 점프를 피했습니다.
  • 맞춤 적층 프로파일. 급격한 승온과 급냉 대신, 단계적 승온 곡선과 진공 적층, 가압 상태의 서서히 제어된 냉각으로 FR4 Tg180의 경화 요구와 RO3003의 안정성을 함께 맞췄습니다.
  • 고주파 배선을 한 유전체 안에 유지. RO3003의 RF · 마이크로파 배선은 같은 층에 머물게 하고, Rogers 영역에서 FR4로 넘어가거나 경계를 가로질러 층을 바꾸는 배선은 피했습니다. 임피던스와 손실을 유지하기가 훨씬 어려워지기 때문입니다.
  • 드릴과 표면 처리를 분리해 처리. RO3003은 PTFE 계열이므로 메탈라이제이션 전에 플라즈마 활성화 같은 별도 처리를 적용하고, 드릴 파라미터를 FR4와 분리해 최적화하여 홀 벽 품질을 일정하게 유지했습니다.

결과

시제품은 2주에 납품되었고 모든 기능 시험이 첫 시도에 통과했으며, 임피던스와 삽입 손실이 사양 중심값에 가깝게 나왔습니다. 10층 혼합 보드는 델라미네이션 0건, 규격 이탈 휨 0건이었고 C-SAM과 마이크로 섹션도 모두 합격했습니다. 첫 양산 배치는 3.5주에 초도 합격률 99.6 %로 완료되었고 리워크 로트는 출하되지 않았습니다. 보드 단위 추적성은 전 과정에 적용되어 자재 로트, 적층 프로파일, 설비 파라미터, 시험 데이터가 1:1로 매핑되었습니다.

고객 피드백

고객은 이후 레이더 플랫폼의 시제품 · 양산 주문도 HITECH CIRCUITS와 계속 진행하고, 더 많은 고주파 혼합 프로젝트를 협력 범위로 가져올 계획이라고 확인했습니다. INE 같은 고객에게 속도는 입장권이고 안정성은 장기 파트너십의 기반이며, 이 프로그램은 두 가지 모두로 평가되었습니다.

이 사례가 보여주는 것

레이더 보드는 설비의 연식이 아니라 엔지니어링 판단을 시험합니다. 로트를 폐기한 뒤가 아니라 견적 전에 어디서 문제가 생길지 먼저 알리는 정직함, FR4 습관을 PTFE에 적용하는 대신 실제 고주파 공정 경험, 그리고 48시간을 운에 맡기지 않고 공정별 시간 단위 마일스톤으로 쪼갤 수 있는 프로젝트 관리입니다.

작업의 기반이 되는 운영 체계는 ISO 9001 / ISO 14001 / ISO 45001 / IATF 16949 / ISO 13485이므로 속도가 안정성을 대가로 하지 않습니다. 공정 한도는 역량 페이지에, 보드 계열은 고주파 · RF PCB와 다층 보드 페이지에, 산업 맥락은 자동차 · 차량 페이지에 있습니다. 비슷한 프로그램을 시작하려면 문의 페이지에서 Gerber 세트, BOM, 목표 일정을 보내주세요.

기술 사양

층수
10
적층 구조
FR4 Tg180과 Rogers RO3003 혼합 적층
표면 처리
ENIG
패키지
BGA, QFN, 77 GHz 안테나 급전선을 한 보드에
적용
자동차 마이크로파 레이더 — 안전 부품
납기
시제품 2주 · 첫 양산 배치 3.5주
초도 합격률
첫 양산 배치 99.6 %
추적성
자재 로트 · 적층 프로파일 · 설비 파라미터 · 시험 데이터 1:1 매핑

자주 묻는 질문

  • 10층 FR4 + Rogers RO3003 혼합 보드를 어렵게 만드는 요인은 무엇인가요?

    두 가지입니다. FR4 Tg180과 RO3003은 열을 받으면 서로 다른 비율로 팽창하므로 적층을 대칭으로 설계하고, FR4를 완전히 경화시키면서 PTFE를 과도하게 가열하지 않는 프로파일로 적층해야 합니다. 또 두 유전체의 Dk가 달라 RO3003은 약 3.0, FR4는 4.2~4.5이므로 경계 양쪽에서 임피던스를 각각 유지해야 합니다.

  • 두 유전체를 쓰는 한 보드에서 임피던스는 어떻게 유지하나요?

    RO3003의 RF · 마이크로파 배선은 같은 유전체층 안에 유지해 신호가 Rogers 영역에서 FR4로 넘어가지 않게 합니다. 이렇게 하면 실효 Dk가 급격히 변하지 않아 마이크로스트립과 스트립라인 임피던스가 안정되며, 실제로 삽입 손실과 임피던스가 모두 사양 중심값에 가깝게 나왔습니다.

  • 2주 시제품 납기는 지켜졌나요?

    지켜졌습니다. 프로그램은 시제품 2주, 양산 3~4주로 정했고 시제품은 합의된 날짜에 출하되었습니다. 첫 양산 배치는 3.5주에 초도 합격률 99.6 %로 완료되었으며, 리워크된 로트는 출하되지 않았습니다.

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