Rogershoogfrequente bordenkan worden gemengd met fr4, de reguliere oplossing voor het balanceren van hoogfrequente prestaties en kostenbeheersing in huidige scenario's zoals 5G-basisstations en millimetergolfradar. De totale materiaalkosten van het karton kunnen met 30% -50% worden verlaagd, maar mengen is een proces van hoge orde met meerdere risico's die niet kunnen worden genegeerd.
Haalbaarheidsbasis van gemengde druk
Momenteel zijn er een groot aantal volwassen massaproductiegevallen in de industrie. De reguliere Rogers RO4000-serie (RO4350B, RO4003C) zijn zelf "mengbare" materialen die speciaal zijn ontworpen voor mengen met fr4. PCB-fabrikanten beschikken al over stabiele Rogers+fr4-mengverwerkingsmogelijkheden.
De kernlogica van gemengde compressie is om alleen Rogers-materialen te gebruiken in de RF-laag die hoogfrequente signalen moet verzenden, terwijl fr4 wordt gebruikt in de andere gewone signaal- en aardlagen, waardoor de kosten van het gehele plaatmateriaal aanzienlijk worden verlaagd en tegelijkertijd lage RF-verliesprestaties worden gegarandeerd.
Het kernrisico van gemengde druk
CTE-mismatch veroorzaakt delaminatie en kromtrekken
De thermische uitzettingscoëfficiënt van de Z--as van gewoonfr4is 50-70 ppm/graad C, terwijl de Z-as CTE van op PTFE gebaseerde Rogers-materialen 200-300 ppm/graad C kan bereiken. Bij een hoge temperatuur van 260 graden C tijdens reflow-solderen kan het verschil in uitzetting tussen de twee tientallen micrometers bedragen, en de resulterende schuifspanning kan rechtstreeks delaminatie van de tussenlagen, kromtrekken van het plaatoppervlak en zelfs scheuren van de binnenste koperfolie veroorzaken.
De maximale kromming van de asymmetrische gelamineerde hybride plaat kan meer dan 1,2% bedragen, wat ruimschoots de 0,75% overschrijdt die vereist is door de IPC-6012-norm. In ernstige gevallen kan dit de nauwkeurigheid van de montage van SMT-oppervlaktemontage beïnvloeden.
Koperscheuren en betrouwbaarheidsproblemen
Tijdens het thermische cyclusproces van de gemengde drukstructuur worden afwisselende trekdrukspanningen gegenereerd in verschillende materiaallagen, die allemaal geconcentreerd zijn op de koperen wanden van de doorlopende gaten. Na langdurige blootstelling-op de lange termijn verschijnen er eerst microscheurtjes in de wanden van de gaten, wat uiteindelijk leidt tot open circuitstoringen.
Uit testgegevens uit de industrie blijkt dat na 100 thermische cycli van -40 graden C tot 85 graden C de delaminatiesnelheid van niet-geoptimaliseerde gemengde drukplaten 12% kan bereiken, en de signaalstabiliteit scherp daalt met 25%.
Het niet overeenkomen van de diëlektrische constante leidt tot impedantieverlies van controle
De diëlektrische constante van Rogers RO4350B is ongeveer 3,48, terwijl de diëlektrische constante van gewone fr4 4,2-4,8 is. Wanneer hoogfrequente signaallijnen over twee diëlektrische lagen worden geleid, treden impedantiestapveranderingen op en kan de gemeten impedantiepiekverschuiving +7 Ω bereiken, wat direct signaalreflectie, verslechtering van het invoegverlies en schadelijke RF-verbindingsprestaties veroorzaakt.
Onvoldoende hechting aan het grensvlak leidt tot delaminatie en explosie van de plaat
De oppervlakte-energie van op PTFE gebaseerde Rogers-materialen bedraagt slechts 18-20 mN/m, en hun natuurlijke hechting is extreem slecht. Als er geen plasma-activeringsbehandeling wordt uitgevoerd en gewone fr4 semi-uitgeharde platen worden gebruikt in plaats van Rogers-specifieke zelfklevende platen, zal de afpelsterkte tussen de lagen veel lager zijn dan de standaardvereisten, en is het gemakkelijk om direct lagen aan te brengen en te exploderen onder hoge temperatuurimpact van reflow-solderen.
Een laag verwerkingsrendement drijft de uitgebreide kosten op
Het totale rendement van hybride laminaten is gewoonlijk slechts 75% -85%, veel lager dan het rendement van meer dan 95% voor pure fr4-vierlaagslaminaten. Het extra opbrengstverlies zal een deel van de materiaalkostenvoordelen compenseren. Als de procesbeheersing niet aanwezig is, kan er zelfs sprake zijn van partijafvalborden.
hoogfrequente platen, fr4 pcb