Меню
Блог

Кейс: 10-слойная гибридная плата FR4 и Rogers RO3003 для радара 77 ГГц

Немецкий производитель полупроводников нуждался в 10-слойной плате с гибридным ламинатом FR4 Tg180 и Rogers RO3003 для автомобильного радара 77 ГГц — BGA, QFN и антенные фидеры на одной плате, прототипы за две недели.

Инженерная редакция Hitech Circuits

Шэньчжэнь, Китай · производство и монтаж плат

5 мин чтения

Опубликовано:

Последнее обновление:

Техническая проверка: Технологические данные сверены с опубликованным листом возможностей.

Высокочастотная РЧ-плата с проводниками контролируемого импеданса на ламинате Rogers

INE Technologies — немецкий производитель полупроводников, входящий в индекс DAX и один из мировых лидеров по автомобильным и силовым полупроводникам. Автомобильное направление — основной бизнес, около половины выручки, силовые и сенсорные системы — примерно 29 %, зелёная промышленная энергетика — 11 %, подключённые защищённые системы — 10 %. С мая 2025 года компания консолидируется в три дивизиона — Automotive, Power Systems и Edge — и приобрела автомобильный Ethernet-бизнес Marvell и бизнес неоптических аналоговых и смешанных сенсоров ams OSRAM, двигаясь к поставке системного уровня для программно-определяемых автомобилей.

Портфель охватывает автомобильные MCU AURIX™, силовые модули SiC/IGBT, СВЧ-чипы радаров RASIC™, автомобильные сенсоры, Ethernet и защищённые ИС, и компания поставляет мировым Tier-1, таким как Bosch, Continental и ZTE, перед OEM. Радарные чипы 77/79 ГГц — флагманские изделия, применяемые в автоматическом экстренном торможении, адаптивном круиз-контроле, контроле слепых зон и обнаружении жизненных показателей в салоне: функции, критичные для безопасности, из-за которых требования к цепочке поставок исключительно строгие.

Программа

В начале 2026 года проект автомобильного радара вышел на валидацию прототипов. Задача была такой, что не оставляла места методу проб и ошибок:

  • 10 слоёв, и стек не обычный — FR4 Tg180 с гибридным ламинатом Rogers RO3003
  • финишное покрытие ENIG
  • BGA, QFN и антенные фидеры 77 ГГц на одной плате
  • срок прототипов две недели, серия за три-четыре недели
  • автомобильный СВЧ-радар, элемент безопасности, где переделка не должна маскировать дефект

Одобрение поставщика задавало нижнюю планку: IATF 16949 как входной билет, APQP/PPAP как обычная практика, IPC-A-600/610 Class 3 как база приёмки и полная прослеживаемость с культурой нулевого дефекта как настоящее испытание.

В чём сложность

RO3003 — высокочастотный ламинат на основе PTFE с керамическим наполнением, с диэлектрической проницаемостью около 3,0 и очень низкими потерями, поэтому он подходит для радара 77 ГГц. Но его коэффициент теплового расширения, поведение при отверждении, течение смолы и жёсткость принципиально отличаются от FR-4, поэтому спрессовать их в одну 10-слойную плату — это как склеить два материала с противоположным характером.

Барьеры, которые определяют плату:

  • Разница КТР — коробление и расслоение. FR4 Tg180 расширяется и сжимается иначе, чем RO3003, поэтому слои усаживаются с разной скоростью при прессовании, оплавлении и термоциклах. Результат — коробление платы, межслойное расслоение и снижение надёжности PTH.
  • Окно прессования, которое должно удовлетворить два режима отверждения. Препрегу FR4 нужны более высокие температуры для полного отверждения, тогда как система RO3003/PTFE чувствительнее к высокой температуре, давлению и течению смолы. Недоотверждение, чрезмерное течение смолы и неравномерная толщина — всё это живые риски.
  • Выбор склеивающей плёнки. Стандартный препрег FR4 не может напрямую соединить высокочастотные слои Rogers: получается прерывистая Dk/Df и недостаточная прочность связи, что проявляется отклонением импеданса, повышенными потерями и большим риском расслоения.
  • Контроль импеданса на двух диэлектриках. RO3003 имеет Dk ≈ 3,00 против 4,2–4,5 у FR4, поэтому эффективная Dk резко меняется там, где сигнал переходит между ними, и импеданс уходит в микрополосковых и полосковых структурах.
  • Сверление, металлизация отверстий и совмещение. У PTFE другая шероховатость стенок отверстий, требования к очистке и смачиваемость, чем у FR4, что повышает риск плохой адгезии, трещин в отверстиях и образования CAF; разное расширение также сдвигает совмещение для глухих и скрытых переходов и зон BGA с мелким шагом.

Что изменила инженерия на линии

  • Симметричный стек. Высокочастотные ядра, ядра FR4 и склеивающие плёнки зеркально повторяются сверху вниз, а распределение меди сбалансировано, поэтому коробление после прессования остаётся низким.
  • Совместимые склеивающие плёнки. Вместо стандартного препрега FR4 применяются плёнки с низкими потерями или переходные препреги, рекомендованные Rogers либо проверенные на месте: это сохраняет прочность межслойного соединения и убирает скачок Dk на границе.
  • Настроенный профиль прессования. Требование отверждения FR4 Tg180 балансируется со стабильностью RO3003 ступенчатой кривой нагрева, вакуумным прессованием и контролируемым медленным охлаждением под давлением, а не быстрым подъёмом с закалкой.
  • Высокочастотные проводники в одном диэлектрике. РЧ- и СВЧ-проводники на RO3003 остаются в том же слое; разводка, переходящая из зоны Rogers в FR4 или меняющая слой через границу, избегается, потому что с ней импеданс и потери удержать намного труднее.
  • Сверление и финишное покрытие отдельно. Поскольку RO3003 сделан на PTFE, стенки отверстий получают специальную обработку, например плазменную активацию перед металлизацией, а параметры сверления оптимизируются отдельно от FR4, чтобы качество стенок оставалось стабильным.

Результаты

Прототипы были поставлены за две недели, все функциональные тесты прошли с первого раза, импеданс и вносимые потери оказались близко к центру допуска. На 10-слойных гибридных платах не было ни расслоений, ни коробления вне допуска, а C-SAM и микрошлифы соответствовали норме. Первая серийная партия завершилась за 3,5 недели с выходом с первого прохода 99,6 %, без отгрузки переделанных партий. Прослеживаемость уровня платы велась на протяжении всей работы: партия материала, профиль прессования, параметры оборудования и данные тестов сопоставлялись один к одному.

Отзыв заказчика

Заказчик подтвердил, что заказы прототипов и серий для последующих радарных платформ останутся у HITECH CIRCUITS, и планирует выводить в сотрудничество больше высокочастотных гибридных проектов. Для такого заказчика, как INE, скорость — входной билет, а стабильность — основа долгосрочного партнёрства; эта программа оценивалась по обоим критериям.

Что это показывает

Радарная плата проверяет не возраст оборудования, а инженерное суждение: честность сказать, где сборка пойдёт не так, до расчёта цены, а не после отправки партии в брак; реальный опыт высокочастотных процессов, а не привычки FR4, перенесённые на PTFE; и управление проектом, способное разложить 48 часов на почасовые этапы по процессам, а не по удаче.

За всем этим стоит база ISO 9001 / ISO 14001 / ISO 45001 / IATF 16949 / ISO 13485, поэтому скорость никогда не оплачивается стабильностью. Технологические пределы приведены на странице возможностей; семейства плат имеют отдельные страницы: высокочастотные и РЧ-платы и многослойные платы; отраслевой контекст — на странице автомобильной электроники. Чтобы начать похожую программу, отправьте комплект Gerber, спецификацию и целевую дату через страницу контактов.

Технические характеристики

Число слоёв
10
Стек
FR4 Tg180 с гибридным ламинатом Rogers RO3003
Финишное покрытие
ENIG
Корпуса
BGA, QFN и антенные фидеры 77 ГГц на одной плате
Применение
Автомобильный СВЧ-радар — элемент безопасности
Срок
Прототипы 2 недели · первая серийная партия 3,5 недели
Выход с первого прохода
99,6 % на первой серийной партии
Прослеживаемость
Партия материала, профиль прессования, параметры оборудования и данные тестов — один к одному

Часто задаваемые вопросы

  • Что делает 10-слойную гибридную плату FR4 и Rogers RO3003 сложной?

    Две вещи. Слои FR4 Tg180 и RO3003 расширяются под нагревом по-разному, поэтому стек должен быть симметричным и прессоваться по профилю, который отверждает FR4 и не перегревает PTFE. И два диэлектрика имеют разную Dk — около 3,0 у RO3003 и 4,2–4,5 у FR4, поэтому импеданс приходится удерживать отдельно с каждой стороны границы.

  • Как удерживается импеданс на одной плате с двумя диэлектриками?

    РЧ- и СВЧ-проводники на RO3003 остаются внутри одного диэлектрического слоя, поэтому сигнал никогда не переходит из зоны Rogers в FR4. Это убирает резкий скачок эффективной Dk и сохраняет стабильный импеданс микрополосковых и полосковых структур — поэтому и вносимые потери, и импеданс попали близко к центру допуска.

  • Был ли соблюдён двухнедельный срок прототипов?

    Да. Программа задавала прототипы за две недели и серию за три-четыре недели, и прототипы отгрузили в согласованный срок. Первая серийная партия завершилась за 3,5 недели с выходом с первого прохода 99,6 %, без отгрузки переделанных партий.

Поделиться статьёй

← Блог

Похожие технические статьи

Запросите расчёт для вашего проекта печатной платы

Бесплатная инженерная проверка и расчёт для производства печатных плат, монтажа, закупки компонентов и сборки готовых изделий.