Pri navrhovaní vysokofrekvenčných dosiek plošných spojov nie všetky scenáre vyžadujú použitie špičkových{0}}vysokofrekvenčných dosiek, ako je napríklad RO4350B. Keď však výkonnostné nedostatky bežného fr4 priamo ovplyvňujú funkčnosť produktu, spoľahlivosť alebo výťažnosť hromadnej výroby, je potrebné rozhodne opustiť bežné dosky a obrátiť sa navysoká frekvenciasubstráty ako RO4350B.
Musíte opustiť typický scenár fr4
Pracovná frekvencia presahujúca 5 GHz: FR-4 má stratu vloženia až 0,8 dB/palec 5 GHz a po 10 palcovom zapojení je amplitúda signálu iba 15 % pôvodnej hodnoty, čo nemôže splniť požiadavky na prenos frekvenčných pásiem milimetrových vĺn nad 10 GHz. Medzi typické príklady patrí 77GHz automobilový radar s milimetrovými vlnami a modul spätnej väzby milimetrových vĺn 5G.
Požiadavka na presnosť impedancie je extrémne vysoká: štruktúra tkania sklenených vlákien fr4 môže spôsobiť nerovnomernú distribúciu dielektrickej konštanty, kolísanie impedancie môže dosiahnuť ± 7 % a nie je možné dosiahnuť vysokú{2}}presnú kontrolu impedancie 50 Ω ± 2 %, čo môže viesť k nadmernému koeficientu odrazu na RF porte.
Vysoká spotreba energie a pracovné prostredie pri vysokej teplote: Koeficient tepelnej rozťažnosti v smere Z-4 FR-4 je oveľa vyšší ako u medenej fólie. Po viacnásobnom spájkovaní pretavením môže miera zlomenia cez otvor dosiahnuť 1,2 %. Po nepretržitej prevádzke pri vysokej teplote počas 2 hodín môže odchýlka impedancie dosiahnuť 3 Ω. Spoľahlivosť je vážne nedostatočná v scenároch s vysokou teplotou, ako sú výkonové zosilňovače základňových staníc.
Vysokorýchlostný prenos signálu na veľké vzdialenosti: Keď signál s rýchlosťou 3 Gb/s alebo viac prekročí 5 cm, útlm FR-4 presiahne 3 dB, čo nemôže spĺňať požiadavky na prenos bez skreslenia pre lekárske endoskopy 4K a dosky na vysokorýchlostný zber údajov.
Požiadavky na dlhodobú spoľahlivosť v náročných prostrediach: V scenároch so širokým rozsahom teplôt, ako sú letecké a automobilové aplikácie, sa dielektrická konštanta FR-4 môže s teplotou pohybovať až o 200 ppm/°C, čo je oveľa viac ako 50 ppm/°C RO4350B. Dlhodobá prevádzka môže spôsobiť poruchu stability signálu.
Rozumné scenáre pre fr4 môžu byť stále zachované
Bežné digitálne riadiace dosky a základné dosky spotrebnej elektroniky s pracovnými frekvenciami pod 2 GHz
NeRF obvody, ktoré sú vysoko citlivé na náklady a nemajú prísne požiadavky na nízke straty
Doska so zmiešaným signálom s prevažne nízkofrekvenčnými signálmi a iba malým množstvom vysokorýchlostných{1}}káblov môže použiť schému lokálneho zmiešaného napätia FR-4+RO4350B na vyváženie výkonu a nákladov