Rogerskorkeataajuiset levytvoidaan sekoittaa fr4:n kanssa, joka on valtavirtaratkaisu korkeataajuisen suorituskyvyn ja kustannusten hallinnan tasapainottamiseen nykyisissä skenaarioissa, kuten 5G-tukiasemat ja millimetriaaltotutka. Levyn kokonaismateriaalikustannuksia voidaan alentaa 30 % -50 %, mutta sekoittaminen on korkealuokkainen prosessi, johon liittyy useita riskejä, joita ei voida jättää huomiotta.
Sekapaineen toteutettavuusperuste
Tällä hetkellä alalla on suuri määrä kypsiä massatuotantotapauksia. Valtavirran Rogers RO4000 -sarja (RO4350B, RO4003C) ovat itse "sekoitettavia" materiaaleja, jotka on suunniteltu erityisesti sekoittamiseen fr4:n kanssa. Piirilevyjen valmistajilla on jo vakaat Rogers+fr4-sekoitusprosessointiominaisuudet.
Sekapakkauksen ydinlogiikka on käyttää Rogers-materiaaleja vain RF-kerroksessa, jonka on lähetettävä korkeataajuisia signaaleja, kun taas fr4:ää käytetään muissa tavallisissa signaali- ja maakerroksissa, mikä vähentää merkittävästi koko levymateriaalin kustannuksia ja varmistaa alhaisen RF-häviön suorituskyvyn.
Sekapaineen perusriski
CTE-epäsopivuus aiheuttaa delaminaatiota ja vääntymistä
Normaali Z--akselin lämpölaajenemiskerroinfr4on 50-70 ppm/aste C, kun taas PTFE-pohjaisten Rogers-materiaalien Z-akselin CTE voi saavuttaa 200-300 ppm/astetta C. Korkeassa 260 asteen lämpötilassa uudelleenvirtausjuottamisen aikana näiden kahden välinen laajenemisero voi nousta kymmeniin mikrometreihin, ja seurauksena oleva levyjen välinen leikkausjännitys voi suoraan syntyä. folion repiminen.
Epäsymmetrisen laminoidun hybridilevyn suurin vääntyminen voi nousta yli 1,2 %:iin, mikä ylittää huomattavasti IPC-6012 standardin vaatiman 0,75 %. Vakavissa tapauksissa se voi vaikuttaa SMT-pinta-asennuksen komponenttien asennustarkkuuteen.
Kuparin halkeilu ja luotettavuushäiriö
Sekapainerakenteen lämpökiertoprosessin aikana eri materiaalikerroksissa syntyy vuorottelevia veto-puristusjännityksiä, jotka kaikki keskittyvät läpimenevien reikien kupariseiniin. Pitkäaikaisen-altistuksen jälkeen reikien seinämiin ilmaantuu ensin mikrohalkeamia, mikä lopulta johtaa avoimeen virtapiiriin.
Teollisuustestitiedot osoittavat, että 100 lämpösyklin jälkeen -40 °C:sta 85 °C:seen, optimoimattomien sekoitettujen painelevyjen delaminaationopeus voi nousta 12 %:iin ja signaalin vakaus laskee jyrkästi 25 %.
Dielektrisyysvakion epäsovitus johtaa impedanssin hallinnan menettämiseen
Rogers RO4350B:n dielektrisyysvakio on noin 3,48, kun taas tavallisen fr4:n dielektrisyysvakio on 4,2-4,8. Kun suurtaajuiset signaalilinjat reititetään kahden dielektrisen kerroksen poikki, tapahtuu impedanssin askelmuutoksia ja mitattu impedanssihuippusiirtymä voi saavuttaa +7 Ω, mikä aiheuttaa suoraan signaalin heijastuksen, lisäyshäviön heikkenemisen ja vahingoittaa RF-linkin suorituskykyä.
Riittämätön liitoskiinnitys johtaa levyn delaminaatioon ja räjähtämiseen
PTFE-pohjaisten Rogers-materiaalien pintaenergia on vain 18-20 mN/m, ja niiden luonnollinen tarttuvuus on erittäin huono. Jos plasmaaktivointikäsittelyä ei suoriteta ja käytetään tavallisia puolikovettuneita fr4-levyjä Rogers-spesifisten liima-arkkien sijaan, kerrosten välinen kuoriutumislujuus on paljon pienempi kuin standardivaatimukset, ja se on helppo kerrostaa suoraan ja räjähtää uudelleenvirtausjuottamisen korkean lämpötilan vaikutuksesta.
Alhainen käsittelysaanto nostaa kokonaiskustannuksia
Hybridilaminaattien kattava tuottoaste on yleensä vain 75-85 %, paljon pienempi kuin puhtaiden fr4-nelikerroksisten laminaattien yli 95 %:n tuottoaste. Ylimääräinen tuottohäviö kompensoi joitain materiaalikustannusetuja. Jos prosessin ohjaus ei ole paikoillaan, voi olla jopa eräjätelevyjen tilanne.
suurtaajuuslevyt, fr4 pcb