เมนู
บล็อก

กรณีศึกษา: PCB ไฮบริด 10 ชั้น FR4 + Rogers RO3003 สำหรับเรดาร์ยานยนต์ 77 GHz

บริษัทเซมิคอนดักเตอร์เยอรมันต้องการแผง 10 ชั้นที่ประกบ FR4 Tg180 กับ Rogers RO3003 สำหรับเรดาร์ยานยนต์ 77 GHz โดยมี BGA, QFN และลายป้อนเสาอากาศอยู่บนแผงเดียว และต้องส่งต้นแบบภายในสองสัปดาห์

ทีมวิศวกรรม Hitech Circuits

เซินเจิ้น จีน · การผลิตและประกอบ PCB

2 นาทีในการอ่าน

เผยแพร่:

อัปเดตล่าสุด:

การตรวจทานทางเทคนิค: ตัวเลขในกระบวนการได้รับการตรวจสอบกับเอกสารขีดความสามารถที่เผยแพร่ของเรา

PCB RF ความถี่สูงที่มีลายควบคุมอิมพีแดนซ์บนลามิเนต Rogers

INE Technologies เป็นผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์เยอรมันที่จดทะเบียนใน DAX และเป็นหนึ่งในผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ยานยนต์และกำลังรายใหญ่ของโลก งานยานยนต์เป็นธุรกิจหลักราวครึ่งหนึ่งของรายได้ ระบบกำลังและเซนเซอร์ ราว 29 % พลังงานอุตสาหกรรมสีเขียว 11 % และระบบเชื่อมต่อความปลอดภัย 10 % ตั้งแต่พฤษภาคม 2025 บริษัทกำลังรวมเป็นสามแผนก — Automotive, Power Systems และ Edge — และได้ซื้อธุรกิจ Ethernet ยานยนต์ ของ Marvell และธุรกิจเซนเซอร์แอนะล็อก/สัญญาณผสมที่ไม่ใช่ออปติกของ ams OSRAM เพื่อมุ่งสู่การส่งมอบ ระดับระบบสำหรับยานยนต์ที่นิยามด้วยซอฟต์แวร์

พอร์ตโฟลิโอครอบคลุม AURIX™ MCU ยานยนต์ โมดูลกำลัง SiC/IGBT ชิปเรดาร์ mmWave RASIC™ เซนเซอร์ยานยนต์ อีเทอร์เน็ต และ IC ความปลอดภัย และส่งมอบให้ Tier-1 ระดับโลกอย่าง Bosch, Continental และ ZTE ก่อนถึง OEM ชิปรดาร์ 77/79 GHz เป็นชิ้นส่วนเรือธง ใช้ในระบบเบรกฉุกเฉินอัตโนมัติ ครูซคอนโทรลแบบปรับได้ การเตือนจุดอับสายตา และการตรวจจับสัญญาณชีพในห้องโดยสาร — ฟังก์ชันสำคัญด้านความปลอดภัยที่ทำให้ ข้อกำหนดซัพพลายเชนเข้มงวดเป็นพิเศษ

โครงการ

ต้นปี 2026 โครงการเรดาร์ยานยนต์เข้าสู่การตรวจสอบต้นแบบ โจทย์คือแผงที่ไม่เหลือที่ให้ลองผิดลองถูก:

  • 10 ชั้น และไม่ใช่สแตกอัปทั่วไป — FR4 Tg180 ประกบแบบไฮบริดกับ Rogers RO3003
  • ผิวสำเร็จ ENIG
  • BGA, QFN และลายป้อนเสาอากาศ 77 GHz บนแผงเดียวกัน
  • กำหนดส่งตัวอย่างสองสัปดาห์ ปริมาณมากในสามถึงสี่สัปดาห์
  • เรดาร์ไมโครเวฟยานยนต์ ชิ้นส่วนด้านความปลอดภัยที่การซ่อมต้องไม่กลบข้อบกพร่อง

การอนุมัติซัพพลายเออร์กำหนดเส้นฐานไว้: IATF 16949 เป็นบัตรผ่าน APQP/PPAP เป็นแนวปฏิบัติมาตรฐาน IPC-A-600/610 Class 3 เป็นเกณฑ์ยอมรับ และการตรวจสอบย้อนกลับครบถ้วนกับวัฒนธรรม zero-defect คือบททดสอบจริง

จุดที่ความยากอยู่

RO3003 เป็นลามิเนตความถี่สูงกลุ่ม PTFE ผสมเซรามิก ค่าไดอิเล็กทริกประมาณ 3.0 และสูญเสียต่ำมาก จึงเหมาะกับเรดาร์ 77 GHz แต่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน พฤติกรรมการบ่ม การไหลของเรซิน และความแข็งต่างจาก FR4 อย่างพื้นฐาน การอัดสองวัสดุนี้เป็นแผง 10 ชั้นแผงเดียวจึงเหมือนการประกบ วัสดุสองชนิดที่มีนิสัยตรงข้ามกัน

อุปสรรคที่ตัดสินแผงนี้:

  • CTE ต่างกัน — โก่งและแยกชั้น FR4 Tg180 ขยายและหดต่างจาก RO3003 ชั้นต่าง ๆ จึงหดในอัตราต่างกัน ระหว่างอัดประกบ รีโฟล และรอบความร้อน ผลคือแผงโก่ง แยกชั้นระหว่างชั้น และ PTH เชื่อถือได้ลดลง
  • หน้าต่างการอัดที่ต้องตอบโจทย์การบ่มสองระบบ prepreg FR-4 ต้องอุณหภูมิสูงกว่าจึงบ่มเต็มที่ ขณะที่ระบบ RO3003/PTFE ไวต่ออุณหภูมิสูง แรงอัด และการไหลของเรซินมากกว่า การบ่มไม่พอ เรซินไหลเกิน และความหนาไม่สม่ำเสมอ ล้วนเป็นความเสี่ยงจริง
  • การเลือกฟิล์มประกบ prepreg FR-4 มาตรฐานประกบชั้นความถี่สูงของ Rogers โดยตรงไม่ได้: ให้ Dk/Df ไม่ต่อเนื่องและแรงยึดไม่พอ ซึ่งออกมาเป็นอิมพีแดนซ์เบี่ยง สูญเสียสูงขึ้น และเสี่ยงแยกชั้นมากขึ้น
  • ควบคุมอิมพีแดนซ์ข้ามไดอิเล็กทริกสองชนิด RO3003 มี Dk ≈ 3.00 เทียบ FR4 ที่ 4.2–4.5 ทำให้ effective Dk เปลี่ยนฉับพลันเมื่อสัญญาณข้ามระหว่างกัน และอิมพีแดนซ์ของ microstrip กับ stripline ก็เคลื่อน
  • การเจาะ การชุบผนังรู และการลงทะเบียน PTFE มีความขรุขระผนังรู ข้อกำหนด desmear และความเปียกต่างจาก FR4 ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงการยึดเกาะไม่ดี รูแตก และการเกิด CAF การขยายตัวที่ต่างกันยังเลื่อนการลงทะเบียน ของรูตัน รูฝัง และพื้นที่ BGA พิทช์ละเอียด

วิศวกรรมเปลี่ยนอะไรบนสายการผลิต

  • สแตกอัปสมมาตร แกนความถี่สูง แกน FR4 และฟิล์มประกบถูกจัดให้สมมาตรบนล่าง และกระจายทองแดงให้สมดุล การโก่งหลังอัดจึงต่ำ
  • ฟิล์มประกบที่เข้ากันได้ ใช้ฟิล์มประกบสูญเสียต่ำหรือ prepreg สำหรับรอยต่อที่ Rogers แนะนำหรือ ตรวจรับรองในโรงงาน แทน prepreg FR-4 มาตรฐาน ทำให้แรงยึดระหว่างชั้นคงอยู่และเลี่ยงการกระโดดของ Dk ที่รอยต่อ
  • โปรไฟล์อัดที่ออกแบบเฉพาะ ข้อกำหนดการบ่มของ FR4 Tg180 ถูกสมดุลกับความเสถียรของ RO3003 ด้วยเส้นโค้ง ให้ความร้อนแบบขั้น การอัดในสุญญากาศ และการเย็นตัวช้าแบบควบคุมภายใต้แรงอัด แทนการขึ้นอุณหภูมิเร็ว แล้วทำให้เย็นทันที
  • ลายความถี่สูงอยู่ในไดอิเล็กทริกเดียว ลาย RF และไมโครเวฟบน RO3003 อยู่ในชั้นเดิม เลี่ยงการเดินลาย ที่ข้ามจากพื้นที่ Rogers เข้า FR4 หรือเปลี่ยนชั้นข้ามรอยต่อ เพราะทำให้การควบคุมอิมพีแดนซ์และค่าสูญเสีย ยากขึ้นมาก
  • การเจาะและผิวสำเร็จแยกการจัดการ เพราะ RO3003 เป็นฐาน PTFE ผนังรูจึงได้การบำบัดพิเศษ เช่น plasma activation ก่อนชุบ และพารามิเตอร์การเจาะถูกปรับแยกจาก FR4 เพื่อให้คุณภาพผนังรูสม่ำเสมอ

ผลลัพธ์

ตัวอย่างถูกส่งมอบในสองสัปดาห์และการทดสอบการทำงานผ่านตั้งแต่ครั้งแรกทุกข้อ อิมพีแดนซ์และค่าสูญเสียแทรก เข้าใกล้กลางสเปก แผงไฮบริด 10 ชั้นแสดงการแยกชั้นเป็นศูนย์และการโก่งนอกเกณฑ์เป็นศูนย์ และ C-SAM กับภาพตัดขวาง (micro-section) สอดคล้องทั้งหมด ล็อตผลิตปริมาณมากรอบแรกเสร็จใน 3.5 สัปดาห์ที่ผลผลิต รอบแรก 99.6 % โดยไม่มีล็อตที่ต้องซ่อมถูกส่งออก การตรวจสอบย้อนกลับระดับแผงทำตลอดงาน: ล็อตวัสดุ โปรไฟล์อัดประกบ พารามิเตอร์เครื่อง และข้อมูลทดสอบจับคู่กันหนึ่งต่อหนึ่ง

ความเห็นจากลูกค้า

ลูกค้ายืนยันว่าคำสั่งซื้อต้นแบบและปริมาณมากสำหรับแพลตฟอร์มเรดาร์รุ่นถัดไปจะอยู่กับ HITECH CIRCUITS ต่อไป และวางแผนนำโครงการไฮบริดความถี่สูงเพิ่มเติมเข้าสู่ความร่วมมือ สำหรับลูกค้าอย่าง INE ความเร็วคือบัตรผ่าน และความเสถียรคือฐานของความร่วมมือระยะยาว โครงการนี้ถูกตัดสินบนทั้งสองข้อ

สิ่งที่กรณีนี้แสดงให้เห็น

แผงเรดาร์ทดสอบมากกว่าอายุเครื่องจักร — มันทดสอบทักษะการตัดสินของวิศวกร: ความซื่อตรงที่จะชี้จุดที่งานจะผิด ก่อนเสนอราคา ไม่ใช่หลังทิ้งล็อตผลิต ประสบการณ์กระบวนการความถี่สูงจริง ไม่ใช่นิสัย FR4 ที่เอามาใช้กับ PTFE และการบริหารโครงการที่แบ่ง 48 ชั่วโมงเป็นหมุดหมายรายชั่วโมงตามกระบวนการ ไม่ใช่ตามโชค

ฐานการดำเนินงานเบื้องหลังงานนี้คือ ISO 9001 / ISO 14001 / ISO 45001 / IATF 16949 / ISO 13485 ความเร็วจึงไม่แลกมาด้วยความเสถียร ขีดจำกัดกระบวนการอยู่ในหน้าขีดความสามารถ ตระกูลแผงมีหน้าของตัวเองที่ PCB ความถี่สูงและ RF และ แผงหลายชั้น บริบทอุตสาหกรรมอยู่ใน หน้ายานยนต์และยานพาหนะ หากต้องการเริ่มโครงการลักษณะเดียวกัน ส่งชุด Gerber, BOM และวันที่ต้องการได้ที่หน้าติดต่อ

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค

จำนวนชั้น
10
สแตกอัป
FR4 Tg180 ประกบแบบไฮบริดกับ Rogers RO3003
ผิวสำเร็จ
ENIG
แพ็กเกจ
BGA, QFN และลายป้อนเสาอากาศ 77 GHz บนแผงเดียว
การใช้งาน
เรดาร์ไมโครเวฟยานยนต์ — ชิ้นส่วนด้านความปลอดภัย
กำหนดส่ง
ตัวอย่าง 2 สัปดาห์ · ล็อตผลิตปริมาณมากรอบแรก 3.5 สัปดาห์
ผลผลิตรอบแรก
99.6 % ในล็อตผลิตปริมาณมากรอบแรก
การตรวจสอบย้อนกลับ
ล็อตวัสดุ โปรไฟล์อัดประกบ พารามิเตอร์เครื่อง และข้อมูลทดสอบ จับคู่หนึ่งต่อหนึ่ง

คำถามที่พบบ่อย

  • อะไรทำให้แผงไฮบริด 10 ชั้น FR4 + Rogers RO3003 ยาก

    สองเรื่อง ชั้น FR4 Tg180 กับ RO3003 ขยายตัวต่างอัตรากันเมื่อโดนความร้อน สแตกอัปจึงต้องสมมาตรและอัดด้วยโปรไฟล์ที่บ่ม FR4 ได้โดยไม่ทำ PTFE ร้อนเกิน และไดอิเล็กทริกสองชนิดมีค่า Dk ต่างกัน — ประมาณ 3.0 สำหรับ RO3003 และ 4.2–4.5 สำหรับ FR4 — อิมพีแดนซ์จึงต้องถูกควบคุมแยกกันในแต่ละด้านของรอยต่อ

  • ควบคุมอิมพีแดนซ์บนแผงเดียวที่ใช้ไดอิเล็กทริกสองชนิดอย่างไร

    ลาย RF และไมโครเวฟบน RO3003 ถูกเก็บไว้ในชั้นไดอิเล็กทริกเดียวกัน สัญญาณจึงไม่เคยข้ามจากพื้นที่ Rogers เข้า FR4 ซึ่งเลี่ยงการเปลี่ยน effective Dk อย่างฉับพลันและรักษาอิมพีแดนซ์ของ microstrip และ stripline ให้เสถียร ด้วยเหตุนี้ค่าสูญเสียแทรกและอิมพีแดนซ์จึงเข้าใกล้กลางสเปกทั้งคู่

  • ส่งตัวอย่างภายในสองสัปดาห์ตามที่ตกลงหรือไม่

    ใช่ โครงการกำหนดตัวอย่างในสองสัปดาห์และปริมาณมากในสามถึงสี่สัปดาห์ และตัวอย่างจัดส่งตรงวันที่ตกลง ล็อตผลิตปริมาณมากรอบแรกเสร็จใน 3.5 สัปดาห์ที่ผลผลิตรอบแรก 99.6 % โดยไม่มีล็อตที่ต้องซ่อมถูกส่งออก

แชร์บทความนี้

← บล็อก

บทความวิศวกรรมที่เกี่ยวข้อง

ขอใบเสนอราคาสำหรับโครงการ PCB ของคุณ

ตรวจสอบทางวิศวกรรมและใบเสนอราคาโดยไม่มีค่าใช้จ่าย สำหรับการผลิต PCB การประกอบ การจัดหาชิ้นส่วน และการประกอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป