רוג'רסלוחות בתדר גבוהניתן לערבב עם fr4, שהוא הפתרון המיינסטרים לאיזון ביצועי תדר גבוה ובקרת עלויות בתרחישים נוכחיים כמו תחנות בסיס 5G ומכ"ם גלים מילימטריים. ניתן להפחית את עלות החומר הכוללת של הלוח ב-30% -50%, אבל ערבוב הוא תהליך מסדר גבוה עם סיכונים מרובים שאי אפשר להתעלם מהם.
בסיס היתכנות של לחץ מעורב
כיום, ישנם מספר רב של מקרים בוגרים של ייצור המוני בתעשייה. סדרת המיינסטרים Rogers RO4000 (RO4350B, RO4003C) הם עצמם חומרים "ניתנים לערבב" שתוכננו במיוחד לערבוב עם fr4. ליצרני PCB כבר יש יכולות עיבוד ערבוב Rogers+fr4 יציבות.
ההיגיון המרכזי של דחיסה מעורבת הוא להשתמש בחומרי Rogers רק בשכבת ה-RF שצריכה לשדר אותות-תדרים גבוהים, תוך שימוש ב-fr4 בשכבות האותות והקרקע הרגילות, מה שמפחית משמעותית את העלות של חומר הלוח כולו תוך הבטחת ביצועי אובדן RF נמוכים.
הסיכון המרכזי של לחץ מעורב
אי התאמה של CTE גורמת לדה למינציה ועיוות
מקדם ההתפשטות התרמית של ציר Z- של רגילfr4הוא 50-70 ppm/מעלה C, בעוד ש-CTE בציר Z של חומרי Rogers מבוססי PTFE יכול להגיע ל-200-300 ppm/מעלה C. בטמפרטורה גבוהה של 260 מעלות צלזיוס במהלך הלחמה חוזרת, ההבדל בהתרחבות בין השניים יכול להגיע לעשרות מיקרומטרים, ולחץ הגזירה הנובע מכך עלול לגרום ישירות להתעוותות של השטח הפנימי של השכבה, ולהתחמקות בין השכבה.
העיוות המקסימלי של לוח היברידי למינציה א-סימטרי יכול להגיע ליותר מ-1.2%, הרבה מעבר ל-0.75% הנדרש בתקן IPC-6012. במקרים חמורים, זה יכול להשפיע על דיוק ההרכבה של הרכיבים של הרכבה משטח SMT.
פיצוח נחושת וכשל באמינות
במהלך תהליך המחזור התרמי של מבנה הלחץ המעורב נוצרים מתחי דחיסה מתחלפים בשכבות חומר שונות, שכולן מרוכזות בדפנות הנחושת של החורים העוברים. לאחר חשיפה-לטווח ארוך, מיקרו-סדקים יופיעו לראשונה על קירות החור, ובסופו של דבר יובילו לכשל במעגל פתוח.
נתוני בדיקות בתעשייה מראים כי לאחר 100 מחזורים תרמיים מ-40 מעלות צלזיוס עד 85 מעלות צלזיוס, קצב הדלמינציה של לוחות לחץ מעורבים לא אופטימליים יכול להגיע ל-12%, ויציבות האות יורדת בחדות ב-25%.
חוסר התאמה של קבוע דיאלקטרי מוביל לאובדן עכבה של שליטה
הקבוע הדיאלקטרי של Rogers RO4350B הוא בערך 3.48, בעוד שהקבוע הדיאלקטרי של fr4 רגיל הוא 4.2-4.8. כאשר קווי אות בתדר גבוה מנותבים על פני שתי שכבות דיאלקטריות, מתרחשים שינויי צעדי עכבה, והסטת שיא העכבה הנמדדת יכולה להגיע ל-+7 Ω, ולגרום ישירות לשתקפות אות, הידרדרות אובדן הכנסה ופגיעה בביצועי קישור RF.
הידבקות ממשק לא מספקת מובילה לדה למינציה ולפיצוץ של הלוח
אנרגיית פני השטח של חומרי Rogers מבוססי PTFE היא רק 18-20 mN/m, וההידבקות הטבעית שלהם גרועה ביותר. אם לא יתבצע טיפול בהפעלת פלזמה ומשתמשים ביריעות רגילות של fr4 חצי מגושמות במקום יריעות דבק ספציפיות לרוג'רס, חוזק הקילוף בין השכבות יהיה נמוך בהרבה מהדרישות הסטנדרטיות, וקל לשכב ולהתפוצץ ישירות תחת השפעה בטמפרטורה גבוהה של הלחמה חוזרת.
תפוקת עיבוד נמוכה מגדילה עלויות מקיפות
שיעור התשואה המקיף של לרבדים היברידיים הוא בדרך כלל רק 75% -85%, נמוך בהרבה משיעור התשואה של למעלה מ-95% עבור למינטים טהורים fr4 ארבע שכבות. אובדן התשואה הנוסף יקזז חלק מיתרונות העלות החומרית. אם בקרת התהליך לא קיימת, יתכן אפילו מצב של לוחות פסולת אצווה.
לוחות בתדר גבוה, fr4 pcb