Placa de înaltă{0}}frecvență Rogers este cunoscută drept „frumosul bogat” în industria PCB - plăcile de aceeași dimensiune au un preț de 5 până la 25 de ori mai mare decât FR-4 obișnuit. Aceasta nu este doar o „premiă de marcă”, ci rezultatul unor costuri multiple, cum ar fi materialele, procesele, echipamentele, randamentul și testarea.
Placa Rogers de înaltă{0}frecvență nu este o simplă combinație de rășină epoxidică și pânză de sticlă, ci un sistem de formulă specială:
Substrat PTFE (politetrafluoretilenă) (seria RO3000, seria RT/duroid):
Prețul materiilor prime din rășină pură PTFE este de aproximativ 200-350 de yuani/kg, care este de câteva ori mai mare decât cel al rășinii epoxidice
Inerția chimică este extrem de puternică, cunoscută sub numele de „regele plasticului”, dar dificultatea de procesare este, de asemenea, extrem de mare
Df (factor de pierdere) poate fi de până la 0,0009 (la 10 GHz), care este unul dintre cele mai scăzute niveluri din industrie
Rășină cu hidrogen de carbon + umplutură ceramică (seria RO4000, cum ar fi RO4350B):
Umpluturile ceramice determină constanta dielectrică - oxid de aluminiu (Al ₂ O3), nitrură de aluminiu (AlN), titanat de stronțiu etc.
Cu cât raportul de umplere ceramică este mai mare, cu atât Dk este mai stabil, dar cu atât procesarea este mai dificilă și mai costisitoare
În comparație cu PTFE pur, are o procesabilitate mai bună și poate utiliza procese similare cu FR-4, cu o rentabilitate remarcabilă.
Bariere tehnice de bază: toleranță constantă dielectrică controlată în ± 0,05 (seria RO4000), seria PTFE chiar ± 0,02. Aceasta înseamnă că formula materialului, uniformitatea amestecării și procesul de sinterizare trebuie făcute la extrem, iar orice abatere ușoară va duce la casarea întregului lot.
Procesul standard al FR-4 obișnuit este mutat pe placa de înaltă frecvență și aproape fiecare pas trebuie să fie actualizat și modificat:
1. Găurire: burghiile sunt consumabile
FR-4 obișnuit: burghiul obișnuit din aliaj dur este suficient, cu costuri reduse
Placă de înaltă frecvență (inclusiv umplutură ceramică): particulele ceramice au duritate ridicată, iar burghiele obișnuite se uzează foarte repede
Trebuie folosite burghie acoperite cu diamant, iar prețul pe burghie este de câteva ori mai mare decât cel al burghiilor obișnuite
Viteză de rotație de 30000~40000 rpm, viteza de avans de 5~8mm/min (alimentare FR-4 obișnuită mai rapidă)
Costurile de foraj cresc cu 20% până la 100%
Substrat PTFE: materialul este moale și are o duritate puternică. Forarea este predispusă la bavuri, iar rugozitatea peretelui găurii trebuie să fie Ra Mai mică sau egală cu 1,5 μ m
Placa de acoperire din aluminiu trebuie utilizată pentru a preveni supraîncălzirea și răcirea cu aer pentru a evita deformarea la-temperatură ridicată
Rugozitatea peretelui găurii este controlată la Ra Mai mică sau egală cu 1,2 μ m, iar toleranța de deschidere este de ± 0,01 mm
2. Metalizarea găurilor (depunere de cupru): o barieră suplimentară de „activare”.
Materialul PTFE are o inerție chimică extrem de puternică, iar stratul convențional al procesului de depunere de cupru nu se poate lipi deloc.
Soluţie:
Tratament cu plasmă: folosind plasmă pentru a bombarda peretele porilor, aspre suprafața și creșterea activității.
Este nevoie de echipamente speciale de procesare a plasmei, cu un singur dispozitiv variind de la zeci de mii la milioane
Creșterea timpului de proces cu aproximativ 2-4 ore crește costul cu 30% până la 60%
Tratament cu soluție de naftalină de sodiu (proces tradițional): Corozivitate puternică, presiune ridicată a mediului, înlocuită treptat cu plasmă.
3. Stratificare: strat cu strat spumând la doar câteva grade Celsius distanță
Fluibilitatea rășinii și coeficientul de dilatare termică (CTE) al plăcii de înaltă frecvență -diferă foarte mult de FR-4, iar aplicarea directă a parametrilor de compresie obișnuiți va întâmpina inevitabil probleme:
Placă multistrat cu material cu frecvență completă: costul compresiei crește cu 40% ~ 80%
Înaltă frecvență + stivuire hibrid FR-4 (compresie mixtă): creșterea costurilor cu 60% ~ 120%
Materialele diferite au diferențe semnificative în CTE, dilatare și contracție termică asincronă și stres intern ridicat
Trebuie adoptată o schemă de încălzire și presurizare cu gradient segmentat, iar curba temperaturii și parametrii de presiune trebuie ajustați special.
Luând ca exemplu RO4350B: temperatura de laminare este de 185 ± 5 grade, presiunea este de 35 ± 5 kg/cm², iar timpul de izolație este de 90 ± 10s. Dacă controlul temperaturii și presiunii nu este precis, pot apărea probleme precum lipirea interstratului insuficientă, spumarea stratului, grosimea neuniformă a stratului mediu și deformarea plăcii.