Dalam desain papan PCB frekuensi tinggi, tidak semua skenario memerlukan penggunaan papan{0}}frekuensi tinggi kelas atas seperti RO4350B. Namun, ketika kekurangan kinerja fr4 biasa secara langsung mempengaruhi fungsionalitas produk, keandalan, atau hasil produksi massal, papan biasa harus ditinggalkan dengan tegas dan beralih ke papan biasa.frekuensi tinggisubstrat seperti RO4350B.
Harus meninggalkan skenario khas fr4
Frekuensi kerja melebihi 5GHz: FR-4 memiliki kehilangan penyisipan hingga 0,8dB/inci pada 5GHz, dan setelah kabel 10 inci, amplitudo sinyal hanya 15% dari nilai aslinya, yang tidak dapat memenuhi persyaratan transmisi pita frekuensi gelombang milimeter di atas 10GHz. Contoh umumnya mencakup radar gelombang milimeter otomotif 77GHz dan modul umpan balik gelombang milimeter 5G.
Persyaratan akurasi impedansi sangat tinggi: struktur tenun serat kaca fr4 dapat menyebabkan distribusi konstanta dielektrik yang tidak merata, fluktuasi impedansi dapat mencapai ± 7%, dan kontrol impedansi presisi tinggi sebesar 50 Ω± 2% tidak dapat dicapai, yang dapat menyebabkan koefisien refleksi berlebihan pada port RF.
Konsumsi daya tinggi dan lingkungan kerja bersuhu tinggi: Koefisien ekspansi termal arah Z-dari FR-4 jauh lebih tinggi dibandingkan foil tembaga. Setelah beberapa kali penyolderan reflow, tingkat fraktur melalui lubang dapat mencapai 1,2%. Setelah pengoperasian suhu tinggi terus menerus selama 2 jam, deviasi impedansi dapat mencapai 3 Ω. Keandalannya sangat tidak mencukupi dalam skenario panas tinggi seperti amplifier daya stasiun pangkalan.
Transmisi sinyal berkecepatan tinggi-jarak jauh: Ketika sinyal 3Gbps atau lebih melewati jarak 5cm, redaman FR-4 akan melebihi 3dB, yang tidak dapat memenuhi persyaratan transmisi bebas distorsi untuk endoskopi medis 4K dan papan akuisisi data berkecepatan tinggi.
Persyaratan keandalan jangka panjang di lingkungan yang keras: Dalam skenario rentang suhu yang luas seperti aplikasi ruang angkasa dan kendaraan, konstanta dielektrik FR-4 dapat melayang hingga 200ppm/derajat C dengan suhu, jauh lebih tinggi daripada 50ppm/derajat C pada RO4350B. Pengoperasian jangka panjang dapat mengakibatkan kegagalan stabilitas sinyal.
Skenario yang masuk akal untuk fr4 masih dapat dipertahankan
Papan kontrol digital biasa dan motherboard elektronik konsumen dengan frekuensi operasi di bawah 2GHz
Sirkuit non RF yang sangat sensitif terhadap biaya dan tidak memiliki persyaratan kerugian rendah yang ketat
Papan sinyal campuran yang sebagian besar berisi sinyal-frekuensi rendah dan sejumlah kecil kabel berkecepatan-tinggi dapat menggunakan skema tegangan campuran lokal FR-4+RO4350B untuk menyeimbangkan kinerja dan biaya