一、引言

在5G通信、毫米波雷达、卫星通信等高频应用场景中，传统FR4材料因介电损耗大、介电常数稳定性差等缺点难以满足高频信号传输要求。而Rogers公司推出的RO4350B/RO4450B高频板材凭借优异的射频性能成为理想选择。为兼顾成本与性能，业界普遍采用高频材料与FR4混压的解决方案。本文将深入分析这种混压板的技术特点、设计要点及应用优势。

二、材料特性对比

1. RO4350B/RO4450B核心参数
   • 介电常数（Dk）：RO4350B为3.48±0.05（10GHz），RO4450B为3.30±0.05
   • 损耗因子（Df）：RO4350B为0.0037，RO4450B为0.004（10GHz）
   • 热膨胀系数（CTE）：X/Y轴12ppm/℃，Z轴32ppm/℃
   • 玻璃化转变温度（Tg）：>280℃
2. FR4典型参数
   • 介电常数：4.3-4.8（1GHz）
   • 损耗因子：0.015-0.025
   • CTE：X/Y轴14-16ppm/℃，Z轴50-70ppm/℃
   • Tg：130-180℃

关键差异：高频材料的Dk/Df稳定性比FR4高1个数量级，尤其在毫米波频段（24GHz以上）表现更显著。

三、混压板设计优势

1. 成本优化
   高频材料价格是FR4的5-10倍。混压设计可仅在高频信号层使用RO系列材料（如表层），其他层使用FR4，降低30%-50%成本。
2. 性能平衡
   • 信号完整性：高频信号走线通过RO4350B传输，损耗可降低60%以上（以10GHz为例）
   • 机械强度：FR4作为核心层提供更好的刚性，板翘曲率<0.5%
   • 热管理：RO4450B的导热系数（0.69W/mK）与FR4结合可改善散热
3. 加工兼容性
   RO4350B/RO4450B采用玻纤增强烃类树脂体系，与FR4的环氧树脂兼容标准PCB工艺（如钻孔、沉铜等），降低加工难度。

四、关键技术挑战与解决方案

1. 层间结合问题
   • 挑战：不同材料的CTE差异可能导致分层
   • 解决方案：
     • 使用RO4450B（含特殊粘结片）作为过渡层
     • 采用110-120℃低温压合工艺，压力控制在250-300psi
2. 阻抗连续性控制
   • 设计规范：
     • 高频层与FR4层介电常数差需补偿（如线宽调整±10%）
     • 过孔处添加接地孔（Via fence）减少谐振
3. 钻孔质量保障
   • 参数优化：
     • 钻速：80-120krpm（RO层）/60-80krpm（FR4层）
     • 退刀速度降低30%以减少树脂残留

五、典型应用案例

1. 5G基站AAU板
   • 结构：6层板（TOP/BOT：RO4350B；中间4层：FR4）
   • 实测指标：
     • 插入损耗：<0.3dB/inch @28GHz
     • 回波损耗：>18dB
2. 汽车雷达模块
   • 采用RO4450B+FR4混压，实现77GHz雷达0.05dB/mm的传输损耗

六、发展趋势

1. 材料创新：Rogers新一代RO4835LoPro已实现与FR4更优的CTE匹配（Z轴25ppm/℃）
2. 工艺升级：激光直接成像（LDI）技术可解决混压板对位偏差问题
3. 仿真优化：HFSS 3D Layout支持混压材料的多物理场联合仿真

七、结论

RO4350B/RO4450B与FR4混压板通过材料特性互补，实现了高频性能与成本效益的最佳平衡。随着5G-A/6G技术演进，这种混压方案将在3-110GHz频段持续发挥关键作用。未来需进一步优化界面结合工艺并开发动态Dk补偿设计方法。