I sistemi elettronici moderni si trovano spesso di fronte a un dilemma frustrante: scegliere le prestazioni ad alta frequenza o accontentarsi di una produzione economica?Questo articolo esamina una tavola ibrida a 8 strati che raggiunge esattamente questo equilibrio, che combina i laminati ad alta frequenza Rogers RO4003C con il materiale S1000-2M FR-4 in un unico progetto.

L'approccio ibrido: mettere i materiali dove contano

Gli strati superiore e inferiore utilizzano RO4003C da 0,203 mm, un laminato ceramico a idrocarburi della Rogers Corporation che offre prestazioni eccezionali ad alta frequenza.38 e un fattore di dissipazione (Df) ultra-basso pari a 0.0027 a 10 GHz, RO4003C garantisce che i segnali RF viaggiano con perdite minime. La sua costante dielettrica stabile attraverso temperatura e frequenza lo rende ideale per applicazioni a banda larga come 5G e radar.

Ciò che rende RO4003C particolarmente attraente è la sua lavorabilità.RO4003C è compatibile con le attrezzature di lavorazione standard FR-4I produttori possono ottenere prestazioni ad alta frequenza senza investire in linee di produzione costose e specializzate.

Gli strati medi utilizzano S1000-2M, un materiale FR-4 ad alte prestazioni formulato per l'assemblaggio senza piombo.resistente alle temperature di saldatura più elevate dei processi privi di piomboIl suo basso CTE dell'asse Z garantisce un'affidabilità dei filtri attraverso il buco durante il ciclo termico, mentre un'eccellente resistenza all'umidità riduce il rischio di guasti del CAF.

Questo approccio partizionato limita il materiale ad alta frequenza a circa il 25% della superficie totale del laminato,raggiungendo circa il 90% delle prestazioni di tutte le schede ad alta frequenza a circa il 60% del costo del materiale.

Vias ciechi: cosa sono e perché usarli

Un via è un foro placcato che fornisce una connessione elettrica tra gli strati di PCB.Un vicolo cieco è diverso, proprio come un vicolo cieco non attraversa un isolato.In questo disegno, le vie cieche collegano L1-L2 e L7-L8, coprendo solo due strati adiacenti ciascuno.

Perché utilizzare le vie cieche? Innanzitutto, migliorano la densità di routing.liberando i restanti sei per un percorso ininterrottoIn secondo luogo, ottimizzano l'integrità del segnale.6 mm per un foro attraverso il quale si riduce la capacità e l'induttanza parassitiche per una migliore prestazione ad alta frequenza.

I biasi ciechi sono fabbricati utilizzando la perforazione laser o la perforazione meccanica a profondità controllata.tipicamente ± 50 μmUn livello troppo basso si traduce in una connessione aperta; un livello troppo profondo può penetrare lo strato adiacente.

Vias riempite di resina: cosa sono e perché usarle

Una via riempita di resina è una via che, dopo la placcatura in rame, viene riempita di resina epossidica, curata, macinata e rivestita con un tappo di rame.,0,25 e 0,35 mm.

Il motivo principale per il riempimento in resina è quello di consentire via-in-pad posizionamento di vias direttamente all'interno dei pad di saldatura dei componenti.la saldatura fusa scende via barile attraverso l'azione capillare durante la saldatura a riversamentoDopo il riempimento e il tappo, la superficie del pad diventa piatta e continua, consentendo un posizionamento ottimale garantendo una saldatura affidabile.

Il riempimento in resina offre anche un vantaggio di affidabilità.Potenzialmente fratturando il barile rivestito, un guasto noto come "popcorning".Il riempimento in resina elimina completamente questo rischio.

La sfida del processo è che diversi diametri richiedono diverse formulazioni di resina e profili di cura.per ogni diametro devono essere ottimizzate le velocità della rampa di cura.

Sfide di impilazione, finitura superficiale e produzione

Lo spessore finito di 1,6 mm bilancia la rigidità per un pannello da 273 mm × 185 mm con compatibilità con i connettori.5 oz/1 oz di rame differenziale ◄ sottile su strati di segnale per incisione a linea fineLa finitura superficiale ENIG fornisce una superficie piatta, resistente all'ossidazione e saldabile per componenti a passo sottile.

Le tavole ibride presentano sfide di produzione. Il disallineamento CTE tra RO4003C e S1000-2M durante la laminazione a ~ 190 ° C può causare deformazioni.e raffreddamento controllatoIl riempimento con resina su tre diametri richiede parametri equilibrati per eliminare le bolle d'aria in tutti i vias.

Conclusioni

Questa scheda ibrida a 8 strati dimostra che le prestazioni ad alta frequenza e la produzione economica non si escludono a vicenda.Posizionando RO4003C sugli strati esterni del segnale e utilizzando S1000-2M per il nucleo digitale, la progettazione raggiunge l'integrazione RF e digitale all'interno di un'impronta compatta da 1,6 mm. I via ciechi forniscono la densità di routing richiesta dai percorsi ad alta frequenza.Vias riempiti di resina consentono la progettazione via-in-pad ed eliminano il popcorningPer gli ingegneri che lavorano su 5G, radar automobilistici o elettronica aerospaziale, questo approccio ibrido offre un percorso convincente.