로저스고주파 보드5G 기지국 및 밀리미터파 레이더와 같은 현재 시나리오에서 고주파 성능과 비용 제어의 균형을 맞추기 위한 주류 솔루션인 fr4와 혼합할 수 있습니다. 보드의 전체 재료 비용은 30% -50%까지 줄일 수 있지만 혼합은 무시할 수 없는 여러 위험이 있는 고차원 프로세스입니다.
혼합 압력의 타당성 기반
현재 업계에는 성숙한 대량 생산 사례가 많이 있습니다. 주류 Rogers RO4000 시리즈(RO4350B, RO4003C)는 그 자체로 fr4와 혼합하기 위해 특별히 설계된 "혼합 가능한" 재료입니다. PCB 제조업체는 이미 안정적인 Rogers+fr4 혼합 처리 기능을 갖추고 있습니다.
혼합 압축의 핵심 논리는 고주파 신호를 전송해야 하는 RF 레이어에만 Rogers 소재를 사용하고-다른 일반 신호 및 접지 레이어에는 fr4를 사용하여 전체 보드 소재 비용을 대폭 절감하는 동시에 낮은 RF 손실 성능을 보장하는 것입니다.
혼합 압력의 핵심 위험
CTE 불일치로 인해 박리 및 뒤틀림 발생
일반적인 Z-축 열팽창계수fr450-70ppm/°C이고 PTFE 기반 Rogers 재료의 Z축 CTE는 200~300ppm/°C에 도달할 수 있습니다. 리플로우 솔더링 중 260°C의 고온에서 둘 사이의 팽창 차이는 수십 마이크로미터에 달할 수 있으며, 그에 따른 전단 응력은 층간 박리, 기판 표면 뒤틀림, 심지어 내부 동박 찢어짐까지 직접적으로 유발할 수 있습니다.
비대칭 적층 하이브리드 보드의 최대 변형은 1.2% 이상에 도달할 수 있으며 이는 IPC-6012 표준에서 요구하는 0.75%를 훨씬 초과합니다. 심한 경우에는 SMT 표면 실장의 부품 실장 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다.
구리 균열 및 신뢰성 실패
혼합 압력 구조의 열 순환 과정에서 교번 인장 압축 응력이 서로 다른 재료 층에서 생성되며, 이 응력은 모두 관통 구멍의 구리 벽에 집중됩니다. 장기간 노출되면-구멍 벽에 미세 균열이 먼저 나타나며 궁극적으로 개방 회로 오류로 이어집니다.
업계 테스트 데이터에 따르면 -40°C에서 85°C까지 100회의 열 사이클을 거친 후 최적화되지 않은 혼합 압력 플레이트의 박리율은 12%에 도달할 수 있으며 신호 안정성은 25% 급격하게 떨어지는 것으로 나타났습니다.
유전 상수의 불일치로 인해 제어 임피던스 손실이 발생함
Rogers RO4350B의 유전율은 약 3.48인 반면, 일반 fr4의 유전율은 4.2-4.8입니다. 고주파 신호 라인이 두 개의 유전체 층에 걸쳐 라우팅되면 임피던스 단계 변화가 발생하고 측정된 임피던스 피크 이동이 +7Ω에 도달하여 신호 반사, 삽입 손실 저하 및 RF 링크 성능 저하를 직접적으로 유발할 수 있습니다.
불충분한 인터페이스 접착으로 인해 보드 박리 및 폭발 발생
PTFE 기반 Rogers 소재의 표면 에너지는 18-20 mN/m에 불과하며 자연 접착력이 매우 낮습니다. 플라즈마 활성화 처리를 수행하지 않고 Rogers 특정 접착 시트 대신 일반 fr4 반경화 시트를 사용하는 경우 층간 박리 강도는 표준 요구 사항보다 훨씬 낮으며 리플로우 솔더링의 고온 충격으로 직접 적층 및 폭발하기 쉽습니다.
낮은 처리 수율로 인해 포괄적인 비용이 증가합니다.
하이브리드 라미네이트의 포괄적인 수율은 일반적으로 75% -85%에 불과하며 순수 fr4 4층 라미네이트의 95%가 넘는 수율보다 훨씬 낮습니다. 추가 수율 손실은 재료비 이점 중 일부를 상쇄합니다. 공정 관리가 제대로 이루어지지 않으면 보드가 일괄적으로 폐기되는 상황도 발생할 수 있습니다.
고주파 보드, fr4 PCB