ارزش برد فرکانس بالا راجرز چیست؟ تجزیه و تحلیل کامل ترکیب هزینه

برد فرکانس بالا-راجرز در صنعت PCB به عنوان "خوش تیپ بسیار غنی" شناخته می شود - بردهایی با همان اندازه 5 تا 25 برابر بیشتر از FR-4 معمولی قیمت دارند. این صرفاً یک "حق بیمه نام تجاری" نیست، بلکه نتیجه هزینه های متعدد مانند مواد، فرآیندها، تجهیزات، عملکرد و آزمایش است.
برد فرکانس بالا{0}}راجرز ترکیب ساده ای از رزین اپوکسی و پارچه شیشه ای نیست، بلکه یک سیستم فرمول ویژه است:

بستر PTFE (پلی تترا فلوئورواتیلن) ​​(سری RO3000، سری RT/duroid):
قیمت مواد اولیه رزین خالص PTFE حدود 200-350 یوان / کیلوگرم است که چندین برابر بیشتر از رزین اپوکسی است.
بی اثری شیمیایی بسیار قوی است که به عنوان "پادشاه پلاستیک" شناخته می شود، اما دشواری پردازش نیز بسیار بالا است.
Df (ضریب تلفات) می تواند تا 0.0009 (در 10 گیگاهرتز) باشد که یکی از پایین ترین سطوح در صنعت است.
رزین هیدروژن کربن + پرکننده سرامیکی (سری RO4000، مانند RO4350B):
پرکننده های سرامیکی ثابت دی الکتریک - اکسید آلومینیوم (Al₂O3)، نیترید آلومینیوم (AlN)، تیتانات استرانسیم و غیره را تعیین می کنند.
هرچه نسبت پر کردن سرامیکی بالاتر باشد، Dk پایدارتر است، اما پردازش دشوارتر و پرهزینه تر است.
در مقایسه با PTFE خالص، پردازش پذیری بهتری دارد و می تواند از فرآیندهای مشابه FR-4 با مقرون به صرفه بودن استفاده کند.
موانع فنی اصلی: تحمل ثابت دی الکتریک در 0.05 ± (سری RO4000)، سری PTFE حتی 0.02 ± کنترل می شود. این بدان معنی است که فرمول مواد، یکنواختی اختلاط و فرآیند تف جوشی باید تا حد زیادی انجام شود و هر انحراف جزئی منجر به از بین رفتن کل دسته می شود.
فرآیند استاندارد FR-4 معمولی به برد فرکانس بالا منتقل می‌شود و تقریباً هر مرحله نیاز به ارتقا و اصلاح دارد:

1. حفاری: مته ها مواد مصرفی هستند
FR-4 معمولی: مته آلیاژی سخت معمولی با هزینه کم کافی است
برد فرکانس بالا (از جمله پر کردن سرامیک): ذرات سرامیکی سختی بالایی دارند و مته های معمولی خیلی سریع سایش می شوند.
مته های روکش الماس باید استفاده شود و قیمت هر بیت چندین برابر مته های معمولی است.
سرعت چرخش 30000 ~ 40000 دور در دقیقه، سرعت تغذیه 5 ~ 8 میلی متر در دقیقه (تغذیه معمولی FR-4 سریعتر)
افزایش 20 تا 100 درصدی هزینه حفاری
بستر PTFE: این ماده نرم و دارای چقرمگی قوی است. حفاری مستعد ایجاد سوراخ است و ناهمواری دیواره سوراخ باید کمتر از یا مساوی 1.5 میکرومتر باشد.
برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و خنک شدن هوا برای جلوگیری از تغییر شکل در دمای بالا باید از صفحه پوشش آلومینیومی استفاده شود
زبری دیواره سوراخ در Ra کمتر یا برابر با 1.2 میکرومتر کنترل می شود و تحمل دیافراگم 0.01 ± میلی متر است.

2. متالیزاسیون سوراخ (رسوب مس): یک مانع "فعال سازی" اضافی
مواد PTFE دارای بی اثری شیمیایی بسیار قوی هستند و پوشش معمولی فرآیند رسوب مس نمی تواند به هیچ وجه بچسبد - کنده شدن پوشش روی دیواره سوراخ یکی از دلایل اصلی ضایعات تخته-با فرکانس بالا است.

راه حل:
درمان پلاسما: استفاده از پلاسما برای بمباران دیواره منافذ، زبری سطح و افزایش فعالیت.
تجهیزات ویژه پردازش پلاسما با یک دستگاه واحد از ده ها هزار تا میلیون مورد نیاز است
افزایش زمان فرآیند حدود 2-4 ساعت هزینه را 30٪ تا 60٪ افزایش می دهد.
درمان محلول نفتالین سدیم (فرایند سنتی): خورندگی قوی، فشار محیطی بالا، به تدریج با پلاسما جایگزین می شود.

3. لایه بندی: لایه به لایه کف فقط چند درجه سانتیگراد دورتر می شود
جریان پذیری رزین و ضریب انبساط حرارتی (CTE) برد{0}بالا با فرکانس بالا به شدت با FR-4 متفاوت است و اعمال مستقیم پارامترهای فشرده سازی معمولی ناگزیر با مشکلاتی مواجه خواهد شد:
تخته چند لایه مواد با فرکانس کامل: هزینه فشرده سازی 40٪ تا 80٪ افزایش می یابد
انباشتگی هیبریدی با فرکانس بالا + FR-4 (فشرده سازی مخلوط): افزایش هزینه 60٪ تا 120٪
مواد مختلف تفاوت قابل توجهی در CTE، انبساط و انقباض حرارتی ناهمزمان و تنش داخلی بالا دارند.
یک طرح گرمایش و فشار گرادیان تقسیم‌بندی شده باید اتخاذ شود و منحنی دما و پارامترهای فشار باید به‌ویژه تنظیم شوند.
RO4350B را به عنوان مثال در نظر بگیرید: دمای لمینت 5 ± 185 درجه، فشار 5 ± 35 کیلوگرم بر سانتی متر مربع و زمان عایق کاری 10 ± 90 ثانیه است. اگر کنترل دما و فشار دقیق نباشد، ممکن است مشکلاتی مانند اتصال ناکافی بین لایه ها، کف شدن لایه، ضخامت ناهموار لایه متوسط ​​و تاب برداشتن تخته رخ دهد.