Rogerspapan frekuensi tinggidapat dicampur dengan fr4, yang merupakan solusi utama untuk menyeimbangkan kinerja frekuensi tinggi dan pengendalian biaya dalam skenario saat ini seperti stasiun pangkalan 5G dan radar gelombang milimeter. Biaya bahan keseluruhan papan dapat dikurangi sebesar 30% -50%, namun pencampuran adalah proses tingkat tinggi dengan berbagai risiko yang tidak dapat diabaikan.
Dasar kelayakan tekanan campuran
Saat ini, terdapat banyak kasus produksi massal yang matang di industri. Seri Rogers RO4000 mainstream (RO4350B, RO4003C) sendiri merupakan bahan "dapat dicampur" yang dirancang khusus untuk dicampur dengan fr4. Produsen PCB sudah memiliki kemampuan pemrosesan pencampuran Rogers+fr4 yang stabil.
Logika inti dari kompresi campuran adalah dengan menggunakan material Rogers hanya pada lapisan RF yang perlu mengirimkan sinyal-frekuensi tinggi, sementara menggunakan fr4 pada lapisan sinyal dan ground biasa lainnya, sehingga secara signifikan mengurangi biaya seluruh material papan sekaligus memastikan performa kehilangan RF yang rendah.
Risiko inti dari tekanan campuran
Ketidakcocokan CTE menyebabkan delaminasi dan lengkungan
Koefisien ekspansi termal sumbu Z-biasafr4adalah 50-70 ppm/derajat C, sedangkan CTE sumbu Z dari bahan Rogers berbasis PTFE dapat mencapai 200-300 ppm/derajat C. Pada suhu tinggi 260 derajat C selama penyolderan reflow, perbedaan muai antara keduanya dapat mencapai puluhan mikrometer, dan tegangan geser yang dihasilkan dapat secara langsung menyebabkan delaminasi antarlapisan, lengkungan permukaan papan, dan bahkan robeknya lapisan tembaga bagian dalam.
Kelengkungan maksimum papan hibrida laminasi asimetris dapat mencapai lebih dari 1,2%, jauh melebihi 0,75% yang disyaratkan oleh standar IPC-6012. Dalam kasus yang parah, hal ini dapat mempengaruhi keakuratan pemasangan komponen pada pemasangan permukaan SMT.
Retak tembaga dan kegagalan keandalan
Selama proses siklus termal dari struktur tekanan campuran, tegangan tekan tarik bolak-balik dihasilkan pada lapisan material yang berbeda, yang semuanya terkonsentrasi pada dinding tembaga lubang tembus. Setelah paparan jangka panjang-, retakan mikro pertama kali akan muncul di dinding lubang, yang pada akhirnya menyebabkan kegagalan sirkuit terbuka.
Data uji industri menunjukkan bahwa setelah 100 siklus termal dari -40 derajat C hingga 85 derajat C, tingkat delaminasi pelat tekanan campuran yang tidak dioptimalkan dapat mencapai 12%, dan stabilitas sinyal turun tajam sebesar 25%.
Ketidaksesuaian konstanta dielektrik menyebabkan hilangnya kendali impedansi
Konstanta dielektrik Rogers RO4350B adalah sekitar 3,48, sedangkan konstanta dielektrik fr4 biasa adalah 4,2-4,8. Ketika jalur sinyal frekuensi tinggi dirutekan melintasi dua lapisan dielektrik, terjadi perubahan langkah impedansi, dan pergeseran puncak impedansi terukur dapat mencapai+7 Ω, yang secara langsung menyebabkan pantulan sinyal, penurunan kerugian penyisipan, dan merusak kinerja tautan RF.
Adhesi antarmuka yang tidak mencukupi menyebabkan delaminasi dan ledakan papan
Energi permukaan material Rogers berbasis PTFE hanya 18-20 mN/m, dan daya rekat alaminya sangat buruk. Jika perawatan aktivasi plasma tidak dilakukan dan lembaran semi-cured fr4 biasa digunakan sebagai pengganti lembaran perekat khusus Rogers, kekuatan pengelupasan antarlapis akan jauh lebih rendah dari persyaratan standar, dan mudah untuk langsung melapisi dan meledak di bawah pengaruh suhu tinggi dari penyolderan reflow.
Hasil pemrosesan yang rendah meningkatkan biaya komprehensif
Tingkat hasil komprehensif laminasi hibrida biasanya hanya 75% -85%, jauh lebih rendah dibandingkan tingkat hasil lebih dari 95% untuk laminasi empat lapis fr4 murni. Tambahan kehilangan hasil akan mengimbangi beberapa keuntungan biaya material. Jika pengendalian proses tidak dilakukan, mungkin akan terjadi papan limbah batch.
papan frekuensi tinggi, PCB fr4