Rogers høy-høyfrekvenskort er kjent som "high rich handsome" i PCB-industrien --kort av samme størrelse er priset 5 til 25 ganger høyere enn vanlig FR-4. Dette er ikke bare en "merkevarepremie", men resultatet av flere kostnader som materialer, prosesser, utstyr, utbytte og testing.
Rogers høy-høyfrekvensbrett er ikke en enkel kombinasjon av epoksyharpiks og glassduk, men et spesielt formelsystem:
PTFE (polytetrafluoretylen)-substrat (RO3000-serien, RT/duroid-serien):
Prisen på PTFE rene harpiksråvarer er omtrent 200-350 yuan/kg, som er flere ganger høyere enn for epoksyharpiks
Kjemisk treghet er ekstremt sterk, kjent som "plastkongen", men bearbeidingsvanskeligheten er også ekstremt høy
Df (tapfaktor) kan være så lavt som 0,0009 (ved 10GHz), som er et av de laveste nivåene i bransjen
Karbonhydrogenharpiks + keramisk fylling (RO4000-serien, for eksempel RO4350B):
Keramiske fyllstoffer bestemmer dielektrisitetskonstanten - aluminiumoksid (Al ₂ O3), aluminiumnitrid (AlN), strontiumtitanat osv.
Jo høyere keramisk fyllingsforhold, desto mer stabil er Dk, men jo vanskeligere og mer kostbart er behandlingen
Sammenlignet med ren PTFE har den bedre bearbeidbarhet og kan bruke prosesser som ligner på FR-4, med enestående kostnadseffektivitet
Tekniske kjernebarrierer: dielektrisk konstant toleranse kontrollert innenfor ± 0,05 (RO4000-serien), PTFE-serien jevn ± 0,02. Dette betyr at materialformelen, blandingsuniformiteten og sintringsprosessen må gjøres til det ytterste, og ethvert lite avvik vil føre til at hele partiet blir skrotet.
Standardprosessen til vanlig FR-4 flyttes til høyfrekvenskortet, og nesten hvert trinn må oppgraderes og endres:
1. Boring: Bor er forbruksvarer
Vanlig FR-4: Vanlig hardlegeringsbor er tilstrekkelig, med lave kostnader
Høyfrekvent bord (inkludert keramisk fylling): Keramiske partikler har høy hardhet, og vanlige borekroner slites veldig raskt
Det må brukes diamantbelagte bor, og prisen per krone er flere ganger høyere enn for vanlige borkroner
Rotasjonshastighet på 30000~40000 rpm, matehastighet på 5~8mm/min (vanlig FR-4 mating raskere)
Borekostnadene øker med 20 % til 100 %
PTFE-substrat: Materialet er mykt og har sterk seighet. Boring er utsatt for grader, og ruheten til hullveggen må være Ra Mindre enn eller lik 1,5 μm
Dekkplate av aluminium må brukes for å forhindre overoppheting og luftkjøling for å unngå høy-temperaturdeformasjon
Ruheten til hullveggen kontrolleres ved Ra mindre enn eller lik 1,2 μm, og blenderåpningstoleransen er ± 0,01 mm
2. Hullmetallisering (kobberavsetning): en ekstra "aktiverings"-barriere
PTFE-materiale har ekstremt sterk kjemisk inerthet, og det konvensjonelle kobberavsetningsbelegget kan ikke feste seg i det hele tatt - avskallingen av belegget på hullveggen er en av hovedårsakene til høy-plateskrot.
Løsning:
Plasmabehandling: bruk av plasma for å bombardere poreveggen, ru overflaten og øke aktiviteten.
Spesielt plasmabehandlingsutstyr er nødvendig, med en enkelt enhet som varierer fra titusenvis til millioner
Å øke prosesstiden med ca. 2-4 timer øker kostnadene med 30 % til 60 %
Behandling av natriumnaftalenløsning (tradisjonell prosess): Sterk korrosivitet, høyt miljøtrykk, gradvis erstattet av plasma.
3. Lagdeling: lag for lag skummer bare noen få grader celsius unna
Harpiksflytbarheten og termisk ekspansjonskoeffisient (CTE) til høy-kort skiller seg sterkt fra FR-4, og direkte bruk av vanlige kompresjonsparametere vil uunngåelig støte på problemer:
Fullfrekvent materiale flerlagskort: komprimeringskostnadene øker med 40% ~ 80%
Høyfrekvens+FR-4 hybridstabling (blandet komprimering): kostnadsøkning på 60%~120%
Ulike materialer har betydelige forskjeller i CTE, asynkron termisk ekspansjon og sammentrekning og høy indre spenning
Et segmentert gradientoppvarmings- og trykksettingsskjema må vedtas, og temperaturkurven og trykkparametrene må justeres spesielt.
Ta RO4350B som et eksempel: lamineringstemperaturen er 185 ± 5 grader, trykket er 35 ± 5 kg/cm ², og isolasjonstiden er 90 ± 10s. Hvis temperatur- og trykkkontrollen ikke er presis, kan det oppstå problemer som utilstrekkelig binding mellom lag, lagskumming, ujevn tykkelse på mellomlaget og brettvridning.