Rogersbảng tần số caocó thể được kết hợp với fr4, đây là giải pháp chủ đạo để cân bằng hiệu suất tần số cao và kiểm soát chi phí trong các tình huống hiện tại như trạm gốc 5G và radar sóng milimet. Tổng chi phí vật liệu của tấm ván có thể giảm 30% -50%, nhưng việc trộn là một quá trình đòi hỏi trình độ cao với nhiều rủi ro không thể bỏ qua.
Cơ sở khả thi của áp lực hỗn hợp
Hiện nay, có một số lượng lớn các trường hợp sản xuất hàng loạt trưởng thành trong ngành. Bản thân dòng Rogers RO4000 phổ thông (RO4350B, RO4003C) là những vật liệu "có thể trộn được" được thiết kế đặc biệt để trộn với fr4. Các nhà sản xuất PCB đã có khả năng xử lý trộn Rogers+fr4 ổn định.
Logic cốt lõi của nén hỗn hợp là chỉ sử dụng vật liệu Rogers trong lớp RF cần truyền tín hiệu tần số cao, trong khi sử dụng fr4 trong các lớp tín hiệu và mặt đất thông thường khác, giúp giảm đáng kể chi phí của toàn bộ vật liệu bo mạch trong khi vẫn đảm bảo hiệu suất suy hao RF thấp.
Nguy cơ cốt lõi của áp lực hỗn hợp
CTE không khớp gây ra sự phân tách và cong vênh
Hệ số giãn nở nhiệt trục Z-của thông thườngfr4là 50-70 ppm/độ C, trong khi CTE trục Z của vật liệu Rogers gốc PTFE có thể đạt 200-300 ppm/độ C. Ở nhiệt độ cao 260 độ C trong quá trình hàn nóng chảy lại, chênh lệch giãn nở giữa hai vật liệu này có thể lên tới hàng chục micromet và ứng suất cắt sinh ra có thể trực tiếp gây ra sự phân tách giữa các lớp, cong vênh bề mặt bảng và thậm chí là rách lá đồng bên trong.
Độ cong vênh tối đa của tấm lai nhiều lớp không đối xứng có thể đạt trên 1,2%, vượt xa mức 0,75% mà tiêu chuẩn IPC-6012 yêu cầu. Trong trường hợp nghiêm trọng, nó có thể ảnh hưởng đến độ chính xác khi lắp linh kiện của giá treo bề mặt SMT.
Nứt đồng và suy giảm độ tin cậy
Trong quá trình luân chuyển nhiệt của cấu trúc áp suất hỗn hợp, ứng suất nén kéo xen kẽ được tạo ra ở các lớp vật liệu khác nhau, tất cả đều tập trung vào thành đồng của các lỗ xuyên qua. Sau một thời gian dài-tiếp xúc, các vết nứt nhỏ đầu tiên sẽ xuất hiện trên thành lỗ, cuối cùng dẫn đến hỏng mạch hở.
Dữ liệu thử nghiệm trong ngành cho thấy sau 100 chu kỳ nhiệt từ -40 độ C đến 85 độ C, tốc độ phân tách của các tấm áp suất hỗn hợp không được tối ưu hóa có thể đạt tới 12% và độ ổn định tín hiệu giảm mạnh 25%.
Sự không phù hợp của hằng số điện môi dẫn đến mất khả năng kiểm soát trở kháng
Hằng số điện môi của Rogers RO4350B là khoảng 3,48, trong khi hằng số điện môi của fr4 thông thường là 4,2-4,8. Khi các đường tín hiệu tần số cao được định tuyến qua hai lớp điện môi, các thay đổi về bước trở kháng sẽ xảy ra và sự dịch chuyển cực đại trở kháng đo được có thể đạt tới +7 Ω, trực tiếp gây ra phản xạ tín hiệu, suy giảm tổn hao chèn và làm hỏng hiệu suất liên kết RF.
Độ bám dính giao diện không đủ dẫn đến sự phân tách và nổ của bảng
Năng lượng bề mặt của vật liệu Rogers dựa trên PTFE chỉ là 18-20 mN/m và độ bám dính tự nhiên của chúng cực kỳ kém. Nếu không thực hiện xử lý kích hoạt huyết tương và sử dụng các tấm bán bảo dưỡng fr4 thông thường thay vì các tấm dính đặc biệt của Rogers, độ bền bong tróc giữa các lớp sẽ thấp hơn nhiều so với yêu cầu tiêu chuẩn và rất dễ bị phân lớp trực tiếp và phát nổ dưới tác động nhiệt độ cao của quá trình hàn nóng chảy lại.
Năng suất xử lý thấp làm tăng chi phí toàn diện
Tỷ lệ năng suất toàn diện của các tấm gỗ lai thường chỉ là 75% -85%, thấp hơn nhiều so với tỷ lệ năng suất trên 95% của các tấm gỗ bốn lớp fr4 nguyên chất. Việc mất năng suất bổ sung sẽ bù đắp một số lợi thế về chi phí nguyên vật liệu. Nếu không có biện pháp kiểm soát quy trình, thậm chí có thể xảy ra tình trạng ván thải theo lô.
bảng tần số cao, pcb fr4