บอร์ดความถี่สูง-ของ Rogers เป็นที่รู้จักในชื่อ "หล่อสูงรวย" ในอุตสาหกรรม PCB - บอร์ดที่มีขนาดเท่ากันมีราคาสูงกว่า FR-4 ทั่วไปถึง 5 ถึง 25 เท่า นี่ไม่ใช่แค่ "พรีเมี่ยมของแบรนด์" แต่เป็นผลมาจากต้นทุนหลายอย่าง เช่น วัสดุ กระบวนการ อุปกรณ์ ผลผลิต และการทดสอบ
บอร์ดความถี่สูง-ของ Rogers ไม่ใช่การผสมผสานระหว่างอีพอกซีเรซินกับผ้าแก้ว แต่เป็นระบบสูตรพิเศษ:
สารตั้งต้น PTFE (โพลีเตตราฟลูออโรเอทิลีน) (ซีรีส์ RO3000, ซีรีส์ RT/ดูรอยด์):
ราคาของวัตถุดิบเรซินบริสุทธิ์ PTFE อยู่ที่ประมาณ 200-350 หยวน/กก. ซึ่งสูงกว่าอีพอกซีเรซินหลายเท่า
ความเฉื่อยของสารเคมีมีความรุนแรงมากหรือที่เรียกว่า "ราชาพลาสติก" แต่ความยากในการประมวลผลก็สูงมากเช่นกัน
Df (ปัจจัยการสูญเสีย) สามารถต่ำได้ถึง 0.0009 (ที่ 10GHz) ซึ่งเป็นหนึ่งในระดับที่ต่ำที่สุดในอุตสาหกรรม
คาร์บอนไฮโดรเจนเรซิน+ไส้เซรามิก (ซีรีส์ RO4000 เช่น RO4350B):
ตัวเติมเซรามิกจะกำหนดค่าคงที่ไดอิเล็กทริก - อะลูมิเนียมออกไซด์ (Al ₂ O3), อะลูมิเนียมไนไตรด์ (AlN), สตรอนเซียมไททาเนต ฯลฯ
ยิ่งอัตราส่วนการเติมเซรามิกสูง Dk ยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้น แต่การประมวลผลก็จะยิ่งยากและมีค่าใช้จ่ายสูง
เมื่อเปรียบเทียบกับ PTFE บริสุทธิ์ มีความสามารถในการแปรรูปที่ดีกว่าและสามารถใช้กระบวนการที่คล้ายกับ FR-4 ได้ โดยมีความคุ้มค่าที่โดดเด่น
อุปสรรคทางเทคนิคหลัก: ความคลาดเคลื่อนคงที่ของไดอิเล็กตริกควบคุมภายใน ± 0.05 (ซีรีส์ RO4000), ซีรีส์ PTFE แม้ ± 0.02 ซึ่งหมายความว่าสูตรวัสดุ ความสม่ำเสมอในการผสม และกระบวนการเผาผนึกจะต้องดำเนินการอย่างสุดขีด และการเบี่ยงเบนเล็กน้อยจะส่งผลให้ทั้งแบทช์ถูกทิ้ง
กระบวนการมาตรฐานของ FR ธรรมดา-4 ถูกย้ายไปยังบอร์ดความถี่สูงและจำเป็นต้องอัปเกรดและแก้ไขเกือบทุกขั้นตอน:
1. การเจาะ: ดอกสว่านเป็นวัสดุสิ้นเปลือง
FR-4 ธรรมดา: ดอกสว่านโลหะผสมแข็งธรรมดาก็เพียงพอแล้ว โดยมีต้นทุนต่ำ
บอร์ดความถี่สูง (รวมถึงไส้เซรามิก): อนุภาคเซรามิกมีความแข็งสูงและดอกสว่านธรรมดาจะสึกหรอเร็วมาก
ต้องใช้ดอกสว่านเคลือบเพชร และราคาต่อดอกสูงกว่าดอกสว่านธรรมดาหลายเท่า
ความเร็วในการหมุน 30,000~40,000 รอบต่อนาที อัตราป้อน 5~8 มม./นาที (ฟีด FR-4 ธรรมดาเร็วกว่า)
ค่าใช้จ่ายในการเจาะเพิ่มขึ้น 20% ถึง 100%
พื้นผิว PTFE: วัสดุมีความนุ่มและมีความเหนียวสูง การเจาะมีแนวโน้มที่จะเกิดเสี้ยน และความหยาบของผนังรูจะต้องมี Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.5 μm
ต้องใช้แผ่นปิดอะลูมิเนียมเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและการระบายความร้อนด้วยอากาศเพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูปของอุณหภูมิสูง-
ความหยาบของผนังรูถูกควบคุมที่ Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.2 μ m และค่าเผื่อรูรับแสงคือ ± 0.01 มม.
2. การทำให้เป็นโลหะของรู (การสะสมของทองแดง): สิ่งกีดขวาง "การเปิดใช้งาน" เพิ่มเติม
วัสดุ PTFE มีความเฉื่อยทางเคมีที่รุนแรงมาก และกระบวนการเคลือบทองแดงแบบทั่วไปไม่สามารถเกาะติดได้เลย - การหลุดลอกของสารเคลือบบนผนังรูเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้-เศษบอร์ดความถี่สูง
สารละลาย:
การรักษาด้วยพลาสมา: การใช้พลาสมาเพื่อโจมตีผนังรูขุมขน ทำให้พื้นผิวหยาบและเพิ่มกิจกรรม
จำเป็นต้องมีอุปกรณ์การประมวลผลพลาสมาแบบพิเศษ โดยมีอุปกรณ์เพียงตัวเดียวตั้งแต่หลายหมื่นไปจนถึงหลายล้าน
การเพิ่มเวลาดำเนินการประมาณ 2-4 ชั่วโมงจะทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น 30% ถึง 60%
การบำบัดด้วยสารละลายโซเดียมแนพทาลีน (กระบวนการดั้งเดิม): มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ความดันสิ่งแวดล้อมสูง ค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยพลาสมา
3. Layering: ทีละชั้นฟองโฟมอยู่ห่างออกไปเพียงไม่กี่องศาเซลเซียส
ความสามารถในการไหลของเรซินและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) ของบอร์ดความถี่สูง-แตกต่างอย่างมากจาก FR-4 และการใช้พารามิเตอร์การบีบอัดธรรมดาโดยตรงจะประสบปัญหาอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้:
บอร์ดหลายชั้นวัสดุความถี่เต็ม: ต้นทุนการบีบอัดเพิ่มขึ้น 40% ~ 80%
ความถี่สูง + FR-4 ไฮบริดสแต็ค (การบีบอัดแบบผสม): ต้นทุนเพิ่มขึ้น 60% ~ 120%
วัสดุที่แตกต่างกันมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในด้าน CTE การขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากความร้อนแบบอะซิงโครนัส และความเครียดภายในสูง
ต้องใช้รูปแบบการให้ความร้อนและแรงดันแบบไล่ระดับแบบแบ่งส่วน และจำเป็นต้องปรับเส้นโค้งอุณหภูมิและพารามิเตอร์ความดันเป็นพิเศษ
ยกตัวอย่าง RO4350B: อุณหภูมิการเคลือบคือ 185 ± 5 องศา ความดันคือ 35 ± 5กก./ซม.² และเวลาฉนวนคือ 90 ± 10 วินาที หากการควบคุมอุณหภูมิและความดันไม่แม่นยำ อาจเกิดปัญหาต่างๆ เช่น การติดกันของชั้นต่างๆ ไม่เพียงพอ เกิดฟองของชั้น ความหนาไม่สม่ำเสมอของชั้นกลาง และการบิดงอของบอร์ดอาจเกิดขึ้นได้