Ρότζερςπλακέτες υψηλής συχνότηταςμπορεί να αναμιχθεί με το fr4, το οποίο είναι η κύρια λύση για την εξισορρόπηση της απόδοσης υψηλής συχνότητας και του ελέγχου του κόστους σε τρέχοντα σενάρια, όπως σταθμοί βάσης 5G και ραντάρ κυμάτων χιλιοστών. Το συνολικό κόστος υλικού της σανίδας μπορεί να μειωθεί κατά 30% -50%, αλλά η ανάμειξη είναι μια διαδικασία υψηλής τάξης με πολλούς κινδύνους που δεν μπορούν να αγνοηθούν.
Βάση σκοπιμότητας μικτής πίεσης
Επί του παρόντος, υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός ώριμων υποθέσεων μαζικής παραγωγής στη βιομηχανία. Οι κύριες σειρές Rogers RO4000 (RO4350B, RO4003C) είναι από μόνες τους «αναμείξιμα» υλικά σχεδιασμένα ειδικά για ανάμειξη με fr4. Οι κατασκευαστές PCB διαθέτουν ήδη σταθερές δυνατότητες επεξεργασίας ανάμειξης Rogers+fr4.
Η βασική λογική της μικτής συμπίεσης είναι η χρήση υλικών Rogers μόνο στο στρώμα ραδιοσυχνοτήτων που χρειάζεται να μεταδίδει σήματα υψηλής-συχνότητας, ενώ χρησιμοποιείται fr4 στα άλλα συνηθισμένα στρώματα σήματος και γείωσης, μειώνοντας σημαντικά το κόστος ολόκληρου του υλικού της πλακέτας, διασφαλίζοντας παράλληλα χαμηλή απόδοση απώλειας ραδιοσυχνοτήτων.
Ο βασικός κίνδυνος μικτής πίεσης
Η αναντιστοιχία CTE προκαλεί αποκόλληση και παραμόρφωση
Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του άξονα Z-του συνηθισμένουfr4είναι 50-70 ppm/βαθμός C, ενώ το CTE του άξονα Z των υλικών Rogers με βάση το PTFE μπορεί να φτάσει τα 200-300 ppm/βαθμός C. Σε υψηλή θερμοκρασία 260 βαθμών C κατά τη συγκόλληση με επαναροή, η διαφορά στη διαστολή μεταξύ των δύο μπορεί να φτάσει δεκάδες μικρόμετρα και η προκύπτουσα ομοιόμορφη πίεση στην επιφάνεια διάτμησης μπορεί να προκαλέσει άμεσα. λυσσασμένο.
Η μέγιστη στρέβλωση της ασύμμετρης πολυστρωματικής υβριδικής πλακέτας μπορεί να φτάσει πάνω από 1,2%, υπερβαίνοντας κατά πολύ το 0,75% που απαιτείται από το πρότυπο IPC-6012. Σε σοβαρές περιπτώσεις, μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια τοποθέτησης εξαρτημάτων της επιφανειακής βάσης SMT.
Ρηγμάτωση χαλκού και αστοχία αξιοπιστίας
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θερμικού κύκλου της δομής μικτής πίεσης, δημιουργούνται εναλλασσόμενες θλιπτικές τάσεις εφελκυσμού σε διαφορετικά στρώματα υλικού, τα οποία συγκεντρώνονται όλα στα χάλκινα τοιχώματα των διαμπερών οπών. Μετά από-μακροχρόνια έκθεση, θα εμφανιστούν πρώτα μικρορωγμές στα τοιχώματα των οπών, οδηγώντας τελικά σε αστοχία ανοιχτού κυκλώματος.
Τα δεδομένα βιομηχανικών δοκιμών δείχνουν ότι μετά από 100 θερμικούς κύκλους από -40 βαθμούς C έως 85 βαθμούς C, ο ρυθμός αποκόλλησης των μη βελτιστοποιημένων πλακών μικτής πίεσης μπορεί να φτάσει το 12% και η σταθερότητα του σήματος μειώνεται απότομα κατά 25%.
Η αναντιστοιχία της διηλεκτρικής σταθεράς οδηγεί σε απώλεια ελέγχου της σύνθετης αντίστασης
Η διηλεκτρική σταθερά του Rogers RO4350B είναι περίπου 3,48, ενώ η διηλεκτρική σταθερά του συνηθισμένου fr4 είναι 4,2-4,8. Όταν οι γραμμές σήματος υψηλής συχνότητας δρομολογούνται σε δύο διηλεκτρικά στρώματα, συμβαίνουν αλλαγές σταδίου σύνθετης αντίστασης και η μετρούμενη μετατόπιση κορυφής σύνθετης αντίστασης μπορεί να φτάσει+7 Ω, προκαλώντας άμεσα ανάκλαση σήματος, υποβάθμιση της απώλειας εισαγωγής και βλάβες στην απόδοση της ζεύξης RF.
Η ανεπαρκής πρόσφυση της διεπαφής οδηγεί σε αποκόλληση και έκρηξη της πλακέτας
Η επιφανειακή ενέργεια των υλικών Rogers με βάση PTFE είναι μόνο 18-20 mN/m και η φυσική τους πρόσφυση είναι εξαιρετικά κακή. Εάν δεν πραγματοποιηθεί επεξεργασία ενεργοποίησης πλάσματος και χρησιμοποιούνται συνηθισμένα ημισκληρυμένα φύλλα fr4 αντί για τα ειδικά συγκολλητικά φύλλα Rogers, η αντοχή αποφλοίωσης του ενδιάμεσου στρώματος θα είναι πολύ χαμηλότερη από τις τυπικές απαιτήσεις και είναι εύκολο να τοποθετηθεί απευθείας στρώση και να εκραγεί κάτω από την πρόσκρουση υψηλής θερμοκρασίας της συγκόλλησης με επαναροή.
Η χαμηλή απόδοση επεξεργασίας αυξάνει το συνολικό κόστος
Ο συνολικός ρυθμός απόδοσης των υβριδικών ελασμάτων είναι συνήθως μόνο 75% -85%, πολύ χαμηλότερος από το ποσοστό απόδοσης άνω του 95% για τα καθαρά φύλλα τεσσάρων στρωμάτων fr4. Η πρόσθετη απώλεια απόδοσης θα αντισταθμίσει ορισμένα από τα πλεονεκτήματα κόστους υλικού. Εάν δεν υπάρχει ο έλεγχος διαδικασίας, μπορεί να υπάρχει ακόμη και μια κατάσταση σανίδων απορριμμάτων παρτίδας.
πλακέτες υψηλής συχνότητας, fr4 pcb