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罗杰斯高频板能承受多少次回流焊?高温会不会导致分层?

发布日期:2026-07-09 15:17:22  |  关注:5

Rogers高频板的组装过程中,回流焊是一个绕不开的工艺环节。随着无铅焊接的普及,回流焊峰值温度从有铅的约220°C上升到了245~260°C,这对高频板材的耐热能力提出了更高要求。

对于工程师而言,最关心的问题莫过于:Rogers高频板能承受多少次回流焊?高温会不会导致分层起泡? 本文从材料特性、测试数据和工艺管控三个维度,帮你理清这一问题。

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一、Rogers材料的耐热优势:为什么比FR-4更强?

Rogers高频板在高温下的表现远优于普通FR-4,关键在于其材料的热性能参数显著领先。以下为RO4000系列与高Tg FR-4的核心热性能对比,参考自[罗杰斯公司技术博客]

热性能参数RO4000系列(RO4003C/RO4350B)高Tg FR-4
玻璃化转变温度Tg>280°C170~220°C
分解温度Td390~425°C300~350°C
Z轴CTE(-55°C至288°C)~46 ppm/°C50~70 ppm/°C
T-288分层时间>90分钟<10分钟

核心优势:RO4000系列材料的Tg超过280°C,远高于无铅焊接峰值温度(约260°C),这意味着在回流焊过程中,RO4000材料仍保持在玻璃态,不会发生软化变形。而高Tg FR-4在260°C时已接近或超过其Tg点,材料开始软化,层间结合力急剧下降,这是FR-4在高温下更易分层的根本原因;

根据罗杰斯公司的T-288测试(288°C恒温下测量材料抵抗分层的能力),RO4000材料可耐受90分钟以上而不分层;而高Tg FR-4类材料在10分钟内即发生明显分层

关键结论:RO4000系列Rogers板材的耐热能力远超FR-4,在标准的无铅回流焊条件下,其热裕量非常充足。

二、回流焊次数:Rogers高频板能承受几次?

2.1 RO4000系列(RO4350B/RO4003C)

可承受5次以上无铅回流焊

RO4000系列材料的热稳定性优异,可承受5次以上的无铅回流焊接而不出现分层、起泡等问题。在极端测试中,RO4000材料甚至通过了三次365°C的模拟元件返工测试,而高Tg FR-4在第一次焊接时就已失效

回流焊参数建议

 

升温速率:2~3°C/秒

 

峰值温度:245~260°C

 

液相线以上时间:60~90秒

 

 

冷却速率:≤4°C/秒

 

2.2 PTFE基材料(RT/duroid 5880、RO3003)

需更保守控制,建议≤3次

PTFE基材料在280°C以上开始分解,且Z轴CTE高达100200 ppm/°C,对热冲击更为敏感。建议回流焊峰值温度控制在**235245°C,升温速率控制在1~2°C/秒**,且回流次数尽量控制在3次以内

2.3 Rogers+FR-4混压板

混压板的高温表现,取决于界面结合强度与CTE匹配程度。如果Rogers层与FR-4层的粘结片选型不当(如使用普通FR-4半固化片替代Rogers 4450B专用粘结片),混压界面在高热循环下可能成为分层的薄弱环节。同时,Z轴CTE差异带来的热应力积累,也会导致孔铜在多次回流后出现微裂纹。

三、高温导致分层的四大诱因

虽然Rogers材料本身耐热能力优异,但如果工艺管控不到位,分层起泡仍可能发生。

诱因说明
材料受潮Rogers材料在仓储或加工过程中吸收水分,回流焊时水分汽化形成气泡。建议材料使用前在100~120°C烘烤2~4小时
表面处理不充分PTFE基Rogers材料表面能极低(约18~20 mN/m),若未进行等离子活化处理,铜箔与基材结合力不足
压合参数不当压合温度过低导致固化不充分,或升温速率过快导致层间应力过大
混压CTE失配Rogers与FR-4的CTE差异在热循环中产生剪切应力,长期累积可能导致界面微裂纹扩展

四、可靠性测试标准

Rogers高频板通常需通过以下热应力与热循环测试,以验证其耐回流焊能力:

测试项目参考标准合格判据
热应力测试IPC-TM-650 2.6.8288°C/10秒×3次,无分层起泡
热循环测试IPC-TM-650 2.6.7-55°C~+125°C,100次循环,阻抗变化≤±10%
剥离强度测试IPC-TM-650 2.4.8铜箔剥离强度≥1.1 N/mm

五、鑫成尔电子的工艺保障


作为专业的高频PCB板定制厂家,鑫成尔电子在Rogers高频板的回流焊可靠性和分层预防方面建立了系统化的管控体系:

 

材料预处理:对Rogers板材严格执行烘板程序(120°C/2~4小时),去除吸附水分;对PTFE基材料实施等离子活化处理,将表面能提升至52 mN/m以上,确保层间结合力

 

阶梯式压合工艺:采用分段升温压合曲线,升温速率控制在1.5~3°C/min,避免层间应力过大

 

热可靠性验证:出厂前执行288°C/10秒×3次热应力测试及100次热循环测试,确保产品满足IPC-6012 Class 2/3要求

 

混压专用工艺Rogers+FR-4混压板采用Rogers 4450B专用粘结片,保障界面结合强度,消除CTE失配导致的分层隐患