Rogersvisokofrekventne pločemože se miješati s fr4, što je glavno rješenje za balansiranje visokih frekvencijskih performansi i kontrole troškova u trenutnim scenarijima kao što su 5G bazne stanice i radar milimetarskih valova. Ukupna materijalna cijena ploče može se smanjiti za 30% -50%, ali miješanje je proces visokog reda sa višestrukim rizicima koji se ne mogu zanemariti.
Osnova izvodljivosti mješovitog pritiska
Trenutno postoji veliki broj zrelih slučajeva masovne proizvodnje u industriji. Glavna Rogers RO4000 serija (RO4350B, RO4003C) su sami po sebi "mješoviti" materijali dizajnirani posebno za miješanje sa fr4. Proizvođači PCB-a već imaju stabilne Rogers+fr4 mogućnosti obrade miješanja.
Osnovna logika mješovite kompresije je korištenje Rogers materijala samo u RF sloju koji treba da prenosi visoko-signale visoke frekvencije, dok se fr4 koristi u ostalim slojevima običnih signala i uzemljenja, što značajno smanjuje cijenu cjelokupnog materijala ploče, a istovremeno osigurava niske performanse RF gubitaka.
Osnovni rizik od mešovitog pritiska
CTE neusklađenost uzrokuje delaminaciju i savijanje
Koeficijent termičkog širenja obične Z-osefr4je 50-70 ppm/ stepen C, dok CTE Z-ose Rogers materijala na bazi PTFE može doseći 200-300 ppm/ stepen C. Na visokoj temperaturi od 260 stepeni C tokom reflow lemljenja, razlika u ekspanziji između ova dva može doseći desetine mikrometara, a rezultirajuće naprezanje međuslojnih ploča može uzrokovati čak i naprezanje smicanja na površini ploče u čak i naprezanju u smicanju. kidanje bakarne folije.
Maksimalno savijanje asimetrične laminirane hibridne ploče može doseći preko 1,2%, što je daleko iznad 0,75% koje zahtijeva standard IPC-6012. U teškim slučajevima, može uticati na tačnost montaže komponenti SMT površinskog montiranja.
Pucanje bakra i nedostatak pouzdanosti
Tokom procesa termičkog ciklusa strukture mješovitog pritiska, naizmjenična vlačna tlačna naprezanja se stvaraju u različitim slojevima materijala, a svi su koncentrisani na bakrenim zidovima prolaznih rupa. Nakon-dugotrajnog izlaganja, mikropukotine će se prvo pojaviti na zidovima rupa, što u konačnici dovodi do kvara otvorenog kruga.
Podaci industrijskih testova pokazuju da nakon 100 termičkih ciklusa od -40°C do 85°C, stopa raslojavanja neoptimiziranih miješanih tlačnih ploča može doseći 12%, a stabilnost signala naglo opada za 25%.
Neusklađenost dielektrične konstante dovodi do gubitka kontrole impedancije
Dielektrična konstanta Rogers RO4350B je oko 3,48, dok je dielektrična konstanta običnog fr4 4,2-4,8. Kada se visokofrekventne signalne linije usmjeravaju kroz dva dielektrična sloja, dolazi do promjena koraka impedanse, a izmjereni pomak vrha impedanse može doseći +7 Ω, direktno uzrokujući refleksiju signala, pogoršanje gubitka umetanja i oštećivanje performansi RF veze.
Nedovoljna adhezija interfejsa dovodi do delaminacije i eksplozije ploče
Površinska energija Rogers materijala na bazi PTFE je samo 18-20 mN/m, a njihova prirodna adhezija je izuzetno loša. Ako se tretman plazma aktivacijom ne provede i koriste se obični fr4 poluočvrsli listovi umjesto Rogers specifičnih ljepljivih listova, međuslojna čvrstoća na ljuštenje bit će mnogo niža od standardnih zahtjeva, a lako se direktno slojeva i eksplodira pod visokim temperaturnim utjecajem reflow lemljenja.
Nizak prinos obrade povećava sveobuhvatne troškove
Sveobuhvatna stopa prinosa hibridnih laminata je obično samo 75% -85%, što je daleko niže od stope prinosa od preko 95% za čiste fr4 četvoroslojne laminate. Dodatni gubitak prinosa će nadoknaditi neke od prednosti u pogledu troškova materijala. Ako kontrola procesa nije uspostavljena, čak može doći do situacije sa šaržnim otpadnim pločama.
visokofrekventne ploče, fr4 pcb