تُعرف لوحة Rogers- ذات التردد العالي باسم "اللوحة الوسيمة الغنية للغاية" في صناعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور. - يتم تسعير اللوحات ذات الحجم نفسه أعلى بـ 5 إلى 25 مرة من FR-4 العادية. وهذا ليس مجرد "علاوة العلامة التجارية"، ولكنه نتيجة لتكاليف متعددة مثل المواد والعمليات والمعدات والإنتاج والاختبار.
لوحة التردد العالي-من Rogers ليست عبارة عن مزيج بسيط من راتنجات الإيبوكسي والقماش الزجاجي، ولكنها عبارة عن نظام ذو تركيبة خاصة:
الركيزة PTFE (بولي تترافلوروإيثيلين) (سلسلة RO3000، سلسلة RT/duroid):
يبلغ سعر المواد الخام الراتنجية النقية PTFE حوالي 200-350 يوان/كجم، وهو أعلى بعدة مرات من سعر راتنجات الايبوكسي.
الخمول الكيميائي قوي للغاية، والمعروف باسم "ملك البلاستيك"، ولكن صعوبة المعالجة مرتفعة للغاية أيضًا
يمكن أن يصل عامل الخسارة (Df) إلى 0.0009 (عند 10 جيجا هرتز)، وهو أحد أدنى المستويات في الصناعة
راتنج الهيدروجين الكربوني + حشوة السيراميك (سلسلة RO4000، مثل RO4350B):
تحدد الحشوات الخزفية ثابت العزل الكهربائي - من أكسيد الألومنيوم (Al ₂ O3)، ونيتريد الألومنيوم (AlN)، وتيتانات السترونتيوم، وما إلى ذلك.
كلما زادت نسبة حشو السيراميك، كلما كان Dk أكثر استقرارًا، لكن المعالجة أكثر صعوبة وتكلفة
بالمقارنة مع PTFE النقي، فهو يتميز بقدرة معالجة أفضل ويمكنه استخدام عمليات مشابهة لـ FR-4، مع فعالية مذهلة من حيث التكلفة
العوائق التقنية الأساسية: التحكم في تحمل العزل الكهربائي المستمر ضمن ± 0.05 (سلسلة RO4000)، وسلسلة PTFE حتى ± 0.02. وهذا يعني أن صيغة المادة، وتوحيد الخلط، وعملية التلبيد يجب أن تتم جميعها إلى أقصى الحدود، وأي انحراف طفيف سيؤدي إلى إلغاء الدفعة بأكملها.
يتم نقل العملية القياسية لـ FR-4 العادية إلى اللوحة عالية التردد، وتحتاج كل خطوة تقريبًا إلى الترقية والتعديل:
1. الحفر: لقم الثقب هي مواد استهلاكية
FR-4 العادي: لقمة الحفر العادية المصنوعة من السبائك الصلبة كافية وبتكلفة منخفضة
لوحة عالية التردد (بما في ذلك حشوة السيراميك): تتميز جزيئات السيراميك بصلابة عالية، وتتآكل لقم الثقب العادية بسرعة كبيرة
يجب استخدام لقم الثقب المطلية بالماس، وسعر اللقمة الواحدة أعلى بعدة مرات من سعر لقم الثقب العادية
سرعة الدوران 30000 ~ 40000 دورة في الدقيقة، معدل التغذية 5 ~ 8 مم / دقيقة (تغذية FR-4 العادية أسرع)
ارتفاع تكاليف الحفر بنسبة 20% إلى 100%
الركيزة PTFE: المادة ناعمة ولها صلابة قوية. الحفر عرضة للنتوءات، ويشترط أن تكون خشونة جدار الحفرة Ra أقل من أو تساوي 1.5 ميكرومتر
يجب استخدام لوحة الغطاء المصنوعة من الألومنيوم لمنع ارتفاع درجة الحرارة وتبريد الهواء لتجنب التشوه الناتج عن درجات الحرارة المرتفعة
يتم التحكم في خشونة جدار الثقب عند Ra أقل من أو يساوي 1.2 ميكرومتر، وتسامح الفتحة هو ± 0.01 مم
2. تعدين الثقب (ترسيب النحاس): حاجز "تنشيط" إضافي
تتميز مادة PTFE بخمول كيميائي قوي للغاية، ولا يمكن لطلاء عملية ترسيب النحاس التقليدية أن يلتصق على الإطلاق - ويعد تقشير الطلاء على جدار الثقب أحد الأسباب الرئيسية لخردة الألواح ذات التردد العالي-.
حل:
العلاج بالبلازما: استخدام البلازما لقصف جدار المسام، مما يؤدي إلى خشونة السطح وزيادة النشاط.
ويتطلب الأمر معدات خاصة لمعالجة البلازما، حيث يتراوح عدد الأجهزة الواحدة من عشرات الآلاف إلى الملايين
تؤدي زيادة وقت العملية بحوالي 2-4 ساعات إلى زيادة التكلفة بنسبة 30% إلى 60%
المعالجة بمحلول نفثالين الصوديوم (عملية تقليدية): تآكل قوي، ضغط بيئي مرتفع، يتم استبداله تدريجياً بالبلازما.
3. الطبقات: طبقة تلو الأخرى تكون الرغوة على بعد بضع درجات مئوية فقط
تختلف قابلية تدفق الراتينج ومعامل التمدد الحراري (CTE) للوحات الترددات العالية- بشكل كبير عن FR-4، كما أن التطبيق المباشر لمعلمات الضغط العادية سيواجه مشكلات حتمًا:
لوحة متعددة الطبقات لمادة التردد الكامل: تزيد تكلفة الضغط بنسبة 40% إلى 80%
تكديس هجين عالي التردد + FR-4 (ضغط مختلط): زيادة في التكلفة بنسبة 60%~120%
المواد المختلفة لديها اختلافات كبيرة في CTE، والتمدد والانكماش الحراري غير المتزامن، والإجهاد الداخلي العالي
يجب اعتماد نظام تسخين وضغط متدرج مجزأ، ويجب تعديل منحنى درجة الحرارة ومعلمات الضغط بشكل خاص.
بأخذ RO4350B كمثال: درجة حرارة التصفيح هي 185 ± 5 درجة، والضغط هو 35 ± 5 كجم/سم²، ووقت العزل هو 90 ± 10 ثانية. إذا لم يكن التحكم في درجة الحرارة والضغط دقيقًا، فقد تحدث مشكلات مثل عدم كفاية الترابط بين الطبقات، ورغوة الطبقة، وعدم تساوي سمك الطبقة المتوسطة، وتزييف اللوحة.