Warum sollten Sie sich für eine Hybrid-Leiterplatte für Ihr High-Dk-HF-Design entscheiden?

Wenn Hochfrequenz-Design räumlichen Einschränkungen entspricht, fällt ein rein ebenes Layout oft zu kurz.und mehrschichtige Hybridlaminate kommen ins Spiel.

Das Brett, das ich heute sehe, ist ein perfektes Beispiel, gebaut auf einer Kombination von Rogers RO3210 und RO4450F, diese Vierschichtstruktur verfügt über kontrollierte Tiefenlöcher und Blindvias,mit einer Breite von mehr als 10 mm,.

BauwesenÜbersicht: Vierschicht-Hybridkonstruktion

Das Brett misst 95 x 98 mm und ist aus Kupfer.

Der Stapel ist ziemlich repräsentativ:

Kern 1: 0,508 mm RO3210

Die Anlage ist mit einer Breite von 0,25 mm zu versehen.

Kern 2: 0,508 mm RO3210

Gesamtdicke der Schicht: 1,321 mm

Für die Kupferkonfiguration haben die äußeren Schichten ein fertiges Kupfergewicht von 1 Unze (ca. 35 μm), während die inneren Schichten 0,5 Unze (ca. 18 μm) verwenden.Die Oberfläche ist eine Kombination aus Immersion Silber und Immersion Gold.

Auf der kosmetischen Seite hat die obere Schicht eine grüne Lötmaske mit weißem Seidenlack.

Zwei Prozessmerkmale verdienen besondere Aufmerksamkeit:

Gezielte Tiefe:Von der oberen Schicht nach unten zur inneren Schicht 1 (ein Schlitz, der zwischen L1 und L2 endet)

Blind über: 1-3 Schichtblind über (von L1 auf L3 gebohrt, ohne das gesamte Brett zu durchdringen)

RO3210: Ein hochdielektrisch-konstantes keramisch gefülltes PTFE

RO3210 ist das hoch-Dk-Mitglied der RO3200-Serie von Rogers. Diese Serie ist eine Erweiterung der RO3000-Familie,mit dem wesentlichen Vorteil, dass die Hochfrequenzleistung bei gleichzeitiger Verbesserung der mechanischen Stabilität erhalten bleibt.

Lassen Sie mich die Kernparameter teilen. Bei 10 GHz bietet RO3210 eine dielektrische Konstante (Dk) von 10,2 ± 0.50, mit einem Konstruktionswert Dk von bis zu 10.8. Der Verlustfaktor (Df) beträgt 0.0027, wodurch sie in die Kategorie der PTFE-Materialien mit geringem Verlust fällt.

Warum eine hohe Dk?

Eine höhere dielektrische Konstante bedeutet eine kürzere Wellenlänge auf der Platine. Für eine bestimmte Frequenz beträgt die Wellenlänge auf einer Platine mit Dk 10,2 etwa ein Drittel der Wellenlänge in der Luft.Dies ermöglicht es, Antennen und Resonanzstrukturen deutlich kleiner zu machen, was in räumlich eingeschränkten Anwendungen einen wertvollen Vorteil bietet.

Auf thermischer und mechanischer Seite hat RO3210 eine Zersetzungstemperatur (Td) von mehr als 500 °C und kann leicht bleifreie Lötemperaturen bewältigen.Die Koeffizienten der thermischen Ausdehnung (CTE) der Achsen X und Y sind 13 ppm/°CDie Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,81 W/m·K, die Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,01 W/m·K, die Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,01 W/m·K, die Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,01 W/m·K, die Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,01 W/m·K, die Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,01 W/m·K, die Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,01 W/m·K, die Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,01 W/m·K, die Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,01 W/m·K, die Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,01 W/m·K, die Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,01 W/m·K, und die Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,01 W/m·K.Das hilft bei der Energieabgabe..

Zu den typischen Anwendungen von RO3210 gehören Mikroband-Patch-Antennen, Satellitenkommunikationssysteme, Kollisionsvermeidungsradar für Automobil, drahtlose Kommunikationsbasestationen,mit einer Leistung von mehr als 50 W und.

RO4450F: "Kleber" für die Hochfrequenz-Hybridlaminierung

Bei Hochfrequenz-Mehrschichtplatten ist die Bindeschicht zwischen den Kernen von entscheidender Bedeutung.speziell für die Hybridlamination mit Materialien der Serie RO4000 bestimmt.

Hier sind die wichtigsten Parameter. Bei 10 GHz beträgt das Dk 3,52 ± 0,05 und das Df 0,0040Die X-Achse CTE beträgt 19 ppm/°C, die Y-Achse 17 ppm/°C und die Z-Achse 50 ppm/°C. Die Feuchtigkeitsabsorption beträgt nur 0,09%, die Wärmeleitfähigkeit 0,65 W/m·K.

Warum wählen Sie RO4450F anstelle des Standard-FR-4-Präpregs? Die Antwort liegt in der CTE-Übereinstimmung. RO3210 hat eine X/Y-CTE um 13 ppm/°C. Während die X/Y-CTE von FR-4 typischerweise im Bereich von 14-16 ppm/°C liegt, liegt die X/Y-CTE von FR-4 in der Regel im Bereich von 14-16 ppm/°C.der Unterschied zwischen den Z-Achsen und den CTE beträchtlich ist. RO4450F hat eine Z-Achse CTE von 50 ppm/°C, deutlich niedriger als die 70-80 ppm/°C des Standard-FR-4. Dies reduziert das Risiko eines Via-Ausfalls während des thermischen Zyklus drastisch.

Darüber hinaus ist RO4450F mit der Verarbeitung von FR-4 kompatibel. Es kann mit Standardverfahren ohne die speziellen Behandlungen, die für PTFE-basierte Bindematerialien erforderlich sind, laminiert werden.

Verständnis der Prozessmerkmale

Kontrollierte Tiefenöffnung (oberste bis innere Schicht 1)

Ein Kontrolltiefe-Slot ist ein Fräsvorgang, der nicht durch die gesamte Platte geht.Mögliche Gründe sind die Einbettung einer KomponenteEine Sache zu beachten: Die Tieftoleranz für gesteuerte Tiefenlöcher liegt typischerweise bei +/- 0,1 mm.Ich empfehle, einen komfortablen Rand in Ihrem Design hinzuzufügen.

Blindweg 1-3

Ein Blind-Via verbindet Schicht 1 und Schicht 3, wobei die Schicht 2 vollständig übersprungen wird.die Stub-Effekte auf das Signal durchDer Kompromiss besteht in einer erhöhten Prozesskomplexität und Kosten. Die Blindvias erfordern eine sequentielle Lamination und können nicht in einem einzigen Vorgang gebohrt werden.

Konstruktionsüberlegungen und Risikopositionen

CTE-Übereinstimmung

Während die X/Y-CTE sowohl der RO3210 als auch der RO4450F mit Kupfer relativ gut übereinstimmt, bleiben die Unterschiede in der Richtung der Z-Achse bestehen.Die Blind- und Durchläufe in dieser Vierschichtstruktur werden mehrere thermische Zyklen durchlaufenIch schlage vor, thermische Belastungsentlastung um kritische Vyas zu verwenden.

Hybrid-Laminationsverfahren

RO3210 ist ein PTFE-basiertes Material, während RO4450F zum Kohlenwasserstoffharzsystem gehört.Die PTFE-Oberfläche muss einer Plasmabehandlung unterzogen werden, um eine gute Haftung mit RO4450F zu erreichen..

Kontrollierte Tiefe-Slot-Genauigkeit

Bei 0,508 mm RO3210 plus 0,2 mm RO4450F beträgt die Gesamtdicke etwa 1,3 mm. Der gesteuerte Tiefen-Slot muss genau zwischen L1 und L2 anhalten, eine Tiefe von etwa 0,5 bis 0,7 mm.Diese Präzision erfordert gute Ausrüstung.Ich empfehle, die Fähigkeiten Ihres Herstellers zu überprüfen, bevor Sie in Produktion gehen.

Typische Anwendungsfälle

Aufgrund der Materialkombination und der Prozessmerkmale könnte diese Platte in mehreren Anwendungsbereichen eingesetzt werden:

Antenneelemente mit räumlich eingeschränkter Phasenansammlung

HF-Front-End-Module, für die eingebettete Komponenten erforderlich sind

Mehrschicht-Zufuhrnetze

Satellitenkommunikationsanlagen mit hoher Dichte

Radiofrequenzplatten für Millimeterwellen-Radar für die Automobilindustrie

Schließende Gedanken

Dieses vierschichtige RO3210-Plus-RO4450F-Design zeigt einen wichtigen Trend in der RF-PCB-Technik: Ausgleich von Materialleistung, Herstellungskosten und Integrationsdichte.

Der hohe Dk von RO3210 bildet die Grundlage für die Miniaturisierung. RO4450F als Bindung löst die Herausforderung der CTE-Kompatibilität bei der Hybridlaminierung.Und die gesteuerte Tiefe Schlitz kombiniert mit Blind-Vias weiter komprimiert den vertikalen Raum.

Natürlich stellt diese Art der Konstruktion hohe Anforderungen an die Prozessfähigkeit des Herstellers.und Ausrichtung Genauigkeit von Blind-Vias sind alle kritischen Punkte, um gründlich mit Ihrem Fab Haus vor Prototypen zu diskutieren.

Wenn Ihr Projekt mit der Miniaturisierung und der Integration mehrerer Schichten konfrontiert ist, lohnt es sich, diesen Konstruktionsansatz zu berücksichtigen.

Haben Sie bei der Konzeption oder Herstellung von Hybrid-Laminatplatten Probleme?