في تصميم لوحات PCB عالية التردد، لا تتطلب جميع السيناريوهات استخدام لوحات عالية التردد-مثل RO4350B. ومع ذلك، عندما تؤثر عيوب الأداء في fr4 العادي بشكل مباشر على وظائف المنتج أو الموثوقية أو إنتاجية الإنتاج الضخم، فمن الضروري التخلي بشكل حاسم عن اللوحات العادية والتحول إلىتردد عاليركائز مثل RO4350B.
يجب التخلي عن السيناريو النموذجي لـ fr4
تردد العمل الذي يتجاوز 5 جيجا هرتز: FR-4 لديه فقدان إدخال يصل إلى 0.8 ديسيبل/بوصة 5 جيجا هرتز، وبعد 10 بوصة من الأسلاك، تكون سعة الإشارة 15% فقط من القيمة الأصلية، والتي لا يمكنها تلبية متطلبات النقل لنطاقات تردد الموجات المليمترية فوق 10 جيجا هرتز. تشمل الأمثلة النموذجية رادار الموجات المليمترية للسيارات بتردد 77 جيجا هرتز ووحدة التغذية المرتدة للموجات المليمترية 5G.
متطلبات دقة المعاوقة عالية للغاية: يمكن أن يتسبب هيكل نسج الألياف الزجاجية لـ fr4 في توزيع غير متساوٍ لثابت العزل الكهربائي، ويمكن أن تصل تقلبات المعاوقة إلى ± 7%، ولا يمكن تحقيق التحكم الدقيق في المعاوقة - بنسبة 50 Ω± 2%، مما قد يؤدي إلى معامل انعكاس مفرط في منفذ التردد اللاسلكي.
استهلاك عالي للطاقة وبيئة عمل ذات درجة حرارة عالية: معامل التمدد الحراري في الاتجاه Z لـ FR-4 أعلى بكثير من معامل التمدد الحراري لرقائق النحاس. بعد اللحام بإعادة التدفق المتعدد، يمكن أن يصل معدل الكسر خلال الفتحة إلى 1.2%. بعد التشغيل المستمر في درجة حرارة عالية لمدة ساعتين، يمكن أن يصل انحراف المعاوقة إلى 3 أوم. الموثوقية غير كافية بشكل خطير في سيناريوهات الحرارة العالية مثل مضخمات طاقة المحطة الأساسية.
نقل الإشارة بسرعة عالية- لمسافات طويلة: عندما تنتقل إشارة بسرعة 3 جيجابت في الثانية أو أكثر مسافة 5 سم، فإن توهين FR-4 سيتجاوز 3 ديسيبل، وهو ما لا يمكنه تلبية متطلبات النقل الخالي من التشوه للمناظير الداخلية الطبية بدقة 4K ولوحات الحصول على البيانات عالية السرعة.
متطلبات الموثوقية طويلة المدى في البيئات القاسية: في سيناريوهات نطاق درجات الحرارة الواسعة مثل تطبيقات الفضاء والمركبات، يمكن أن ينجرف ثابت العزل الكهربائي لـ FR-4 إلى 200 جزء في المليون/درجة مئوية مع درجة الحرارة، وهو أعلى بكثير من 50 جزء في المليون/درجة مئوية لـ RO4350B. قد يؤدي التشغيل على المدى الطويل إلى فشل استقرار الإشارة.
لا يزال من الممكن الاحتفاظ بالسيناريوهات المعقولة لـ fr4
لوحات التحكم الرقمية العادية واللوحات الأم للإلكترونيات الاستهلاكية بترددات تشغيل أقل من 2 جيجا هرتز
دوائر غير لاسلكية حساسة للغاية للتكلفة وليس لديها متطلبات صارمة لفقدان منخفض
يمكن للوحة الإشارة المختلطة التي تحتوي بشكل أساسي على إشارات التردد-المنخفضة وكمية صغيرة فقط من الأسلاك عالية السرعة-استخدام نظام الجهد المختلط المحلي FR-4+RO4350B لتحقيق التوازن بين الأداء والتكلفة