Роджърсвисокочестотни платкиможе да се смесва с fr4, което е основното решение за балансиране на високочестотна производителност и контрол на разходите в текущи сценарии като 5G базови станции и радар с милиметрови вълни. Общите разходи за материал на платката могат да бъдат намалени с 30% -50%, но смесването е процес от висок клас с множество рискове, които не могат да бъдат пренебрегнати.
Основа за осъществимост на смесено налягане
Понастоящем в индустрията има голям брой зрели случаи за масово производство. Основната серия Rogers RO4000 (RO4350B, RO4003C) сами по себе си са "смесими" материали, проектирани специално за смесване с fr4. Производителите на печатни платки вече имат стабилни възможности за обработка на смесване Rogers+fr4.
Основната логика на смесената компресия е да се използват материали на Роджърс само в RF слоя, който трябва да предава високо-честотни сигнали, докато се използва fr4 в другите обикновени сигнални и заземяващи слоеве, което значително намалява цената на целия материал на платката, като същевременно гарантира ниска производителност на RF загуби.
Основният риск от смесен натиск
Несъответствието на CTE причинява разслояване и изкривяване
Коефициентът на топлинно разширение по оста Z- на обикновенияfr4е 50-70 ppm/градус C, докато CTE по Z-ос на базирани на PTFE материали на Роджърс може да достигне 200-300 ppm/градус C. При висока температура от 260 градуса C по време на запояване с претопяване, разликата в разширението между двете може да достигне десетки микрометри и полученото напрежение на срязване може директно да причини разслояване на междинния слой, изкривяване на повърхността на дъската и дори вътрешна мед разкъсване на фолио.
Максималната деформация на асиметричната ламинирана хибридна платка може да достигне над 1,2%, далеч надхвърляйки 0,75%, изисквани от стандарта IPC-6012. В тежки случаи това може да повлияе на точността на монтаж на компонента на SMT повърхностен монтаж.
Напукване на медта и повреда в надеждността
По време на процеса на термичен цикъл на структурата със смесено налягане се генерират редуващи се напрежения на натиск при опън в различни слоеве на материала, всички от които са концентрирани върху медните стени на проходните отвори. След дълго-трайно излагане първо ще се появят микропукнатини по стените на отвора, което в крайна сметка ще доведе до повреда на отворена верига.
Данните от индустриалните тестове показват, че след 100 термични цикъла от -40 градуса C до 85 градуса C степента на разслояване на неоптимизирани смесени плочи за налягане може да достигне 12%, а стабилността на сигнала спада рязко с 25%.
Несъответствието на диелектричната константа води до загуба на контрол върху импеданса
Диелектричната константа на Rogers RO4350B е около 3,48, докато диелектричната константа на обикновен fr4 е 4,2-4,8. Когато високочестотните сигнални линии са насочени през два диелектрични слоя, настъпват стъпкови промени на импеданса и измереното изместване на пика на импеданса може да достигне +7 Ω, което директно причинява отражение на сигнала, влошаване на вмъкнатите загуби и уврежда производителността на RF връзката.
Недостатъчната адхезия на интерфейса води до разслояване и експлозия на платката
Повърхностната енергия на базираните на PTFE материали на Роджърс е само 18-20 mN/m и тяхната естествена адхезия е изключително лоша. Ако не се извърши третиране с плазмено активиране и се използват обикновени fr4 полувтвърдени листове вместо специфични залепващи листове на Роджърс, якостта на отлепване на междинния слой ще бъде много по-ниска от стандартните изисквания и е лесно да се наслои директно и да се експлодира при високотемпературно въздействие на повторно запояване.
Ниският добив на обработка води до цялостни разходи
Общата степен на добив на хибридни ламинати обикновено е само 75% -85%, много по-ниска от степента на добив от над 95% за чисти fr4 четирислойни ламинати. Допълнителната загуба на добив ще компенсира някои от предимствата на материалните разходи. Ако контролът на процеса не е налице, може дори да има ситуация на партидни отпадъчни плочи.
високочестотни платки, fr4 pcb