El nucli de la PCB d'alta freqüència híbrida Rogers+FR-4- és resoldre problemes com ara la deformació, la delaminació i els canvis d'impedància causats per diferències en els paràmetres del substrat mitjançant la concordança de materials, l'optimització del procés i el disseny estructural alhora que garanteix el rendiment del senyal d'alta freqüència, aconseguint finalment un equilibri entre rendiment i cost.
Quatre dificultats bàsiques del procés
Desajust CTE: el coeficient d'expansió tèrmica de l'eix Z-de FR-4 és de 50-70 ppm/grau C, mentre que la sèrie Rogers RO4000 només és de 32-46 ppm/grau C. La diferència d'expansió durant la soldadura per reflux pot arribar a desenes de micròmetres, cosa que pot provocar fàcilment deformació i delaminació.
Contradicció en la temperatura de compressió: la temperatura de compressió òptima per a FR-4 és de 170-185 graus C, mentre que el material Tg de Rogers arriba als 280 graus C. La temperatura incorrecta pot provocar un curat insuficient de FR-4 o una microdeformació de Rogers.
Desajust de la constant dielèctrica: Rogers RO4350B té una constant dielèctrica d'aproximadament 3,48, mentre que FR-4 té una constant dielèctrica de 4,2-4,8. L'encaminament dielèctric creuat pot provocar canvis de pas d'impedància i deteriorar la integritat del senyal.
Resistència d'unió de la interfície insuficient: l'energia superficial dels materials Rogers basats en PTFE és de només 18-20 mN/m, i la resistència a la pel·lícula entre capes és molt inferior a la de les plaques FR-4 pures quan no s'activen, cosa que les fa propenses a la delaminació sota xoc tèrmic.
Pla d'implementació clau per a tot el procés
Optimització de la combinació de materials
S'ha de donar prioritat a l'ús de materials de "compressió híbrida" de la sèrie RO4000 de Rogers, combinats amb FR-4 d'alta Tg amb Tg superior o igual a 170 graus C, per reduir la diferència de CTE fins al 10%.
Afegiu capes de transició RO4350B a banda i banda dels materials Rogers basats en PTFE per crear una distribució gradual de CTE en la direcció Z i absorbir l'estrès tèrmic.
Abandonant la fulla semicurada FR-4 normal i utilitzant la làmina adhesiva especialitzada Rogers 2929, la constant dielèctrica Dk=2.9, pèrdua dielèctrica tan δ<0.003, and interlayer peel strength increased by more than 57%.
Disseny apilat simètric
Utilitzant la capa central de la PCB com a eix de simetria, es disposen capes dielèctriques de gruix i tipus de dielèctrics completament idèntics a ambdós costats. Per exemple, la placa de 10 capes adopta una estructura de mirall de "RO4350B/PP/FR-4 × 6/PP/RO4350B".
La línia de senyal d'alta-freqüència transcorre completament dins de la capa dielèctrica de Rogers, i creuar les regions de Rogers i FR-4 està estrictament prohibit per evitar mutacions d'impedància.
La tolerància d'alineació entre capes és 0,02-0,03 mm més ampla que la del tauler FR-4 pur, adaptant-se a la diferència de velocitat de contracció entre els dos substrats.
Procés de premsat al buit pas a pas
Adoptant un entorn de laminació d'alt buit amb un nivell de pressió de 10 ⁻ Torr, la mida de les bombolles entre capes es controla dins de 5 μ m, reduint significativament el risc de delaminació.
Executeu una corba d'escalfament segmentada, reduïu la velocitat d'escalfament, allargau el temps d'aïllament en el rang de 170 graus C-180 graus C i permeteu que la làmina semicurada FR-4 es curi completament evitant la microdeformació tèrmica del material Rogers.