Rogersvisokofrekvenčne ploščese lahko meša s fr4, ki je glavna rešitev za uravnoteženje visokofrekvenčne zmogljivosti in nadzora stroškov v trenutnih scenarijih, kot so bazne postaje 5G in radar z milimetrskimi valovi. Celotne materialne stroške plošče je mogoče zmanjšati za 30 % -50 %, vendar je mešanje proces visoke stopnje z več tveganji, ki jih ni mogoče prezreti.
Osnova izvedljivosti mešanega tlaka
Trenutno je v industriji veliko število primerov za množično proizvodnjo. Glavne serije Rogers RO4000 (RO4350B, RO4003C) so same "mešljive" materiale, zasnovane posebej za mešanje s fr4. Proizvajalci tiskanih vezij že imajo stabilne zmožnosti obdelave mešanja Rogers+fr4.
Osnovna logika mešanega stiskanja je uporaba Rogersovih materialov samo v RF plasti, ki mora oddajati visoko{0}}frekvenčne signale, medtem ko se uporablja fr4 v drugih običajnih signalnih in ozemljitvenih slojih, kar bistveno zmanjša stroške celotnega materiala plošče, hkrati pa zagotavlja nizko zmogljivost RF izgube.
Glavno tveganje mešanega pritiska
Neusklajenost CTE povzroči razslojevanje in zvijanje
Z-koeficient toplotnega raztezanja navadnegafr4je 50-70 ppm/stopinjo C, medtem ko lahko CTE na osi Z Rogersovih materialov na osnovi PTFE doseže 200-300 ppm/stopino C. Pri visoki temperaturi 260 stopinj C med ponovnim spajkanjem lahko razlika v razteznosti med obema doseže desetine mikrometrov, posledična strižna napetost pa lahko neposredno povzroči razslojevanje vmesnega sloja, zvijanje površine plošče in celo notranji baker trganje folije.
Največja zvitost asimetrične laminirane hibridne plošče lahko doseže več kot 1,2 %, kar daleč presega 0,75 %, ki ga zahteva standard IPC-6012. V hudih primerih lahko vpliva na natančnost vgradnje komponente površinske montaže SMT.
Pokanje bakra in okvara zanesljivosti
Med procesom termičnega kroženja mešane tlačne strukture nastajajo izmenične natezne tlačne napetosti v različnih slojih materiala, ki so vse skoncentrirane na bakrenih stenah skoznjih lukenj. Po dolgotrajni-izpostavljenosti se bodo na stenah lukenj najprej pojavile mikrorazpoke, ki na koncu privedejo do okvare odprtega tokokroga.
Podatki o industrijskih testih kažejo, da lahko po 100 termičnih ciklih od -40 stopinj C do 85 stopinj C stopnja razslojevanja neoptimiziranih mešanih tlačnih plošč doseže 12 %, stabilnost signala pa močno pade za 25 %.
Neusklajenost dielektrične konstante povzroči izgubo nadzora impedance
Dielektrična konstanta Rogers RO4350B je približno 3,48, medtem ko je dielektrična konstanta navadnega fr4 4,2-4,8. Ko so visokofrekvenčne signalne linije speljane čez dve dielektrični plasti, pride do stopenjskih sprememb impedance in izmerjeni premik vrha impedance lahko doseže +7 Ω, kar neposredno povzroči odboj signala, poslabšanje vstavljene izgube in poškoduje delovanje RF povezave.
Nezadosten oprijem vmesnika vodi do delaminacije in eksplozije plošče
Površinska energija Rogersovih materialov na osnovi PTFE je samo 18-20 mN/m, njihov naravni oprijem pa je izjemno slab. Če se obdelava s plazemsko aktivacijo ne izvede in se namesto lepilnih plošč, specifičnih za Rogers, uporabijo navadne polposušene plošče fr4, bo trdnost lupljenja vmesnega sloja veliko nižja od standardnih zahtev, poleg tega pa je enostavno neposredno nanesti plast in eksplodirati pod visokotemperaturnim vplivom spajkanja z reflowom.
Nizek izkoristek predelave poveča obsežne stroške
Celovita stopnja izkoristka hibridnih laminatov je običajno le 75 % -85 %, veliko nižja od stopnje izkoristka nad 95 % za čiste štirislojne laminate fr4. Dodatna izguba pridelka bo izravnala nekatere prednosti materialnih stroškov. Če procesna kontrola ni vzpostavljena, lahko pride celo do serijskih odpadnih plošč.
visokofrekvenčne plošče, fr4 PCB