Плата с 6 слоями, если только верхний и второй слои используют RF, тогда используйте только RO4350B между этими двумя слоями и используйте высокий Tg fr4 для оставшихся 4 слоев. Это реалистичная цифра, позволяющая снизить общую стоимость материала платы на 30–60%.
Серия Rogers RO4000 является наиболее часто используемой платой с высокочастотным ядром для смешанного сжатия со стабильным Dk 3,48 ± 0,05 и коэффициентом потерь примерно 0,0037 при 10 ГГц. Это на порядок ниже, чем fr4.
В качестве контроля FR-4 представляет собой композиционный материал из стеклоткани и эпоксидной смолы с Dk в диапазоне от 4,2 до 4,8, дрейфующим в зависимости от частоты, температуры и влажности, и Df от 0,018 до 0,025. Его преимущество состоит всего в двух словах: дешево. Этого вполне достаточно для цифровых схем, источников питания и низкочастотного моделирования; Использование его для радиочастотных каналов уровня ГГц может стать узким местом с точки зрения вносимых потерь и стабильности импеданса.
Основная форма этой схемы — сложить их вместе и сжать за один раз:
Ключевая посылка: сначала различайте «давление, поддающееся смешиванию» и «давление, которое трудно смешивается».
Это водораздел, определяющий успех или неудачу проекта, и многие случаи автомобильных аварий происходят из-за того, что этот этап не разграничен.
Смешанный тип сжатия (рекомендуется)
Типичные модели: RO4350B, RO4003C, RO4835 и другие серии углеводородных керамических наполнителей RO4000/RO3000.
Система смолы имеет хорошее сродство с FR-4, КТР по оси Z составляет около 30-46 ppm/градус, и хорошо сочетается с медной фольгой. Его Tg достигает около 280 градусов, и он предназначен для смешивания с FR-4.
Цепочка поставок развита, и существует множество отечественных заводов по производству листового проката, которые могут производить однократное-компрессионное формование с контролируемыми инженерными затратами.
Трудно смешать тип сжатия (используйте с осторожностью)
Репрезентативные модели: RT/duroid 5880, RO3003 и другие материалы из ПТФЭ.
Поверхностная энергия составляет всего 18-20 мН/м, а адгезия с медной фольгой и средой крайне плохая. Без предварительной плазменной активации ожидается расслоение; КТР по оси Z достигает 200–300 ppm/градус, а амплитуда несоответствия с FR-4 удваивается.
Если его действительно необходимо использовать, необходимо добавить RO4350B в качестве переходного слоя с обеих сторон ПТФЭ, чтобы превратить распределение КТР в направлении Z- в постепенную кривую - при слишком большом количестве процессов, сэкономленные затраты на материалы могут быть возмещены за счет платы за обработку.
4. Цена смешанного давления (четыре основных риска)
Объединив два материала с совершенно разными характерами, проблема фокусируется на четырех областях:
Межслойное расслоение и вздутие (наиболее смертельное): основной причиной является несоответствие КТР. КТР по оси Z- стандартного fr4 составляет около 50–70 ppm/градус, а RO4000 — около 30–46 ppm/градус. Когда пик пайки оплавлением составляет 245-260 градусов, разница в расширении между ними может достигать десятков микрометров. В реальных испытаниях скорость расслоения неоптимизированных пластин смешанного давления может достигать 12% после термоциклирования при температуре от -40 до 85 градусов. Самая большая ямка связана с использованием обычных полуотвержденных листов fr4 (например, 1080) для удаления слоя Роджерса, что приводит к частому расслоению.
Чрезмерная коробление: асимметричные ламинаты после охлаждения сжатием создают остаточное напряжение, а деформация при изгибе может достигать 1,2-2,5 мм/м. Легкие случаи могут включать плохую адгезию стальной сетки SMT и установку памятника BGA, а тяжелые случаи могут привести к разрушению паяного соединения. Коробление смешанной нажимной пластины обычно должно контролироваться в пределах 0,5% (плотная сцена BGA), а свободный стандарт составляет 0,75% (см. IPC-6012).
Смещение импеданса: Dk RO4350B составляет около 3,48, а fr4 — около 4,2–4,8. Если высокочастотная сигнальная линия пересекает диэлектрический слой, произойдет скачок импеданса -, когда измеренная микрополосковая линия пересекает слой fr4 и слой RO4350B, на этом шаге будет генерироваться переходный пик +7 Ом, и качество сигнала резко ухудшится.
Растрескивание пористой меди: структура смешанного давления неоднократно подвергается растягивающему сжимающему напряжению во время термоциклирования, которое концентрируется на границе раздела между слоем меди на стенке поры и подложкой. После длительного-воздействия поровая медь (обычно 20–25 мкм) склонна к образованию микротрещин в середине стенки поры, что в конечном итоге приводит к разрыву цепи.