PCB-Technologie - Einführung der PTFE-Leiterplattenverarbeitungstechnologie

Einführung der PTFE-Leiterplattenverarbeitungstechnologie

Mikrowellen hoch Mehrschichtige Leiterplatte Technologie

Mit der zunehmenden Frequenz im Mikrowellenfeld wird die PTFE-Mehrschichtplatte als Mikrowellengerät und die Hochgeschwindigkeits-zurück-PTFE-Mehrschichtplattentechnologie verwendet, um ein 12-Schicht-PTFE-Mehrschichtplattenmodell durchzuführen.

Experimental Design 1 Das Beispielbrett erfordert DK=3.0, Df=0.0023 (10G Hz), Stärke 3.7mm, Schrittnutstruktur und zweischichtige Ausrichtung +/-0.01mm.

1.1 Substratauswahl

1.1.1 Klassifizierung der Platten Die Platten können in fünf Kategorien unterteilt werden:

1. PTFE+Glastuch. Schlechte Verarbeitbarkeit.

2. PTFE+nicht gewebtes Glasgewebe. Gute Verarbeitbarkeit.

3. PTFE+keramische Verpackung hat die beste Verarbeitbarkeit.

4. PTFE+glastuch+keramische Verpackung. Die Leistung ist etwas besser als reines PTFE plus Glasgewebe Verarbeitbarkeit.

5. PTFE-Klebeblatt wird unterteilt in: PTFE-Klebeblatt, BT gewickeltes PTFE-Prepreg, PTFE halbfest. Entsprechend den Leistungsanforderungen des Modells und der Materialleistung und des Preises treffen wir die folgende Materialauswahl: Die Kernplatte ist das am schwierigsten zu verarbeitende PTFE-Glasgewebe und PTFE+Glasgewebe+keramische Füllmaterial PTFE-Klebefolie.

1.1.2 Eigenschaften des Blattes

a. Physikalische und chemische Eigenschaften PTFE-Material hat ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und gute chemische Stabilität. Seine dielektrische Konstante ist niedrig, und dazwischen ist die Änderung mit Frequenz nicht offensichtlich, die dielektrische Konstante von 1G und 10G ändert sich im Grunde nicht, so dass es hier allgemein verwendet wird, dass wir hauptsächlich diese Art von Leistung anwenden. Nach Zugabe von keramischem Füllstoff

b. Verarbeitungseigenschaften PTFE-Blatt hat sehr schlechte Verarbeitungseigenschaften. Das Material ist weich, und es gibt wenig PTFE-Fließkleber, wenn gepresst. Das PTFE-Material selbst hat die folgenden Probleme: Wenn das Blatt hergestellt wird, ist die Bindungskraft zwischen dem Füllstoff und der Glasfaser imprägniert durch die Glasfaser klein, und die Menge des Leimflusses ist klein, und es gibt keine gegenseitige Bindungskraft, so dass es einfach ist, das Glas zu bohren

1. Das TFE-Material selbst hat eine niedrige Polarität, und die Bindungskraft zwischen dem Substrat und der Kupferfolie zwischen dem Substrat und dem Glasgewebe ist schlecht, und die gedruckte Lötmaske ist auch schwierig, und die Platte ist nicht beständig gegen mechanische Auswirkungen. PTFE und Glas

2.Das Material ist weich, das Material ist weich, leicht zu verformen, die Unterstützung für Glasfaser und Kupferfolie ist klein, plus das Problem 1. Es ist einfach, durch mechanische Kraft zu verformen und der Schneideffekt von Glasfaser ist nicht gut beim Bohren, und es ist nicht einfach, auf einmal zu schneiden, und PTFE ist auch einfach Produzieren ungeschnittener PTFE-Bohrchips.

c. Kurze Einführung des PTFE-Klebeblattes PTFE-Klebeblattes: ein transparentes thermoplastisches Klebeblatt, die Dicke ist im Allgemeinen 1.5mil,3.0mil. Dielektrikum 2.3, der dielektrische Verlust ist, dass die Presstemperatur über 220 Grad Celsius liegt, es gibt weniger Leimfluss, und es ist einfach, nicht fließenden Leim zu haben.

1.1.3 Ergebnisse der Materialauswahl Entsprechend Musteranforderungen und Testanforderungen wählen wir Materialien von Lieferanten A, B und C für die Prüfung aus, mit Kern DK=2.5~3.5.

Das Probenmaterial ist DK=3.0 (10GHz), Df=0.0023 (10Ghz).

2-Faktor-Analyse

Aus den Eigenschaften des Materials wissen wir, dass die Hauptprobleme bei der Verarbeitung von PTFE-Mehrschichtplatten im Pressen, Bohren und Tintendruck konzentriert sind.

Angesichts der oben genannten Probleme erstellen wir die folgende experimentelle Methodenentwicklung.

3 Prozessverfahrensplanung

3.1 Bohrungen. Da das Material relativ weich und die Glasfaser relativ weich ist, ist es einfach, Grate zu produzieren. Daher ist es notwendig, ein relativ hartes spezielles PTFE-Material hinzuzufügen. Kleine Bohrgeschwindigkeit (muss durch Experiment bestimmt werden.

Da es keine Harzverbindung zwischen den Glasfasern gibt, gibt es kein Bohrloch untereinander ohne Schneiden. Es ist einfach, ungeschnittene Glasfasern herzustellen, und Galvanik bildet Plattierungsknoten.

Gleichzeitig ist das PTFE-Material relativ weich, und das PTFE-Material kann an der Lochwand verbleiben, ohne geschnitten zu werden.

Weil das Harz auf der Abdeckplatte und der Trägerplatte unter hoher Temperatur an der Lochwand kleben wird, Es wird auch Teil der Bohrschnitte (PTFE. Da die Verpackung jedes PTFE-Materials, die Wahl des Glastuchs usw. unterschiedlich sind, kann es für jedes Material unterschiedlich sein. Angesichts der obigen Analyse konzentrieren wir uns hauptsächlich auf die Auswahl der Pad-Abdeckung, Bohrparameter-Test, Bit-Typ

a. Auswahl der Pad-Abdeckung Es ist derzeit ideal, Phenolharzmaterial für die Pad-Abdeckung zu verwenden. Diese Art von Brettmaterial ist relativ hart, aber das Phenolharz

b. Parameterprüfung

Testmethode 1. Testmethode Es ist das erste Mal, dass die Prüfvorrichtung die Bohrparameter des Materials prüft, und die Bohreigenschaften des Materials können nicht genauer verstanden werden. Als Benchmark dienen die Bohrparameter von PTFE entsprechend der Einzelbohrvorschubmenge (umfassende Parameter von Geschwindigkeit und Vorschubmenge). Und basierend auf Erfahrung und theoretischer Analyse werden einige Parameterkombinationen entfernt, die mit geringer Wahrscheinlichkeit verwendet werden können.

Führen Sie auf dieser Grundlage einen größeren Bereich von Parameterkombinationen in dieser Richtung durch. Nachdem der Test abgeschlossen ist, führen Sie Parameterkombinationen in diesem kleinen Bereich durch, um die genaueren Parameter zu bestimmen. Als Prüfwerkzeug wählen wir folgenden Durchmesser: Ф0. 5mm, Ф1.0mm, Ф1.5mm, Ф2.0mm, Ф3.0mm, Ф3.2mm, Ф4.5mm.

4. Testmethode Nach dem Bohren des Lochs waschen Sie es zweimal mit Hochdruckwasser, beobachten Sie das Innere des Lochs mit einer Lupe unter 25-fachem starkem Licht und beurteilen Sie das Innere des Lochs mit einer 25-fachen Lupe. Machen Sie schließlich einen Abschnitt, um die Bohrsituation zu beobachten und die maximale Anzahl von Löchern zu bestimmen, die vom Bohrer verwendet werden, indem Sie die Situation des gewickelten Bohrers und den Verschleiß des Bohrers untersuchen. Für die letzten fünf Mal des Schlagversuchs, bestätigen Sie seine Zuverlässigkeit.

Da PTFE-Material eine geringe Polarität hat und nicht einfach mit anderen Materialien zu kombinieren ist, ist es schwierig, Kupfer zu senken, und es ist notwendig, einen Weg zu finden. Zur gleichen Zeit, da das Bohren definitiv ungeschnittene Fasern und Harz und Harz an der Lochwand kleben lässt. Bezüglich des Unterschieds zwischen PTFE-Material und FR-4 konzentrieren wir uns hauptsächlich auf das Entbohren (Entfernen von Lochwandbohren und dessen Kleben) und die Gewährleistung der Zuverlässigkeit des Kupfersinkens.

Da es schwierig ist, Kupfer für PTFE-Materialien zu senken, Die aktuelle dreimalige Kupfereintauchung und dreimalige Galvanik-Methode wird für Kupfereintauchung elektrisch verwendet Mehrschichtplatten. PLASMA wird für die Entbohrung und Aktivierungsbehandlung benötigt, um die Zuverlässigkeit von PTH zu gewährleisten.

Aufgrund der Weichheit des PTFE-Materials während der Galvanik bricht die Schwingung im Galvanikbehälter leicht die Platte oder macht die Platte zuverlässig.

3.3 Lötmasken-Leveling (Gold) PTFE Material selbst hat sehr wenig Bindungskraft mit Tinte. Da PTFE-Materialkernplatte zusammengedrückt wird, werden PTFE und Tinte auf die Oberfläche aufgetragen, um zu verhindern, dass die Oberflächenaktivierungsschicht versagt, was zu einer schlechten Haftung zwischen der Tinte und der Platine führt. gut.

Um die Oberfläche des geätzten PTFE-Materials mit PLASMA zu aktivieren, ist eine weitere Verfahrensmethode erforderlich. Zu den Faktoren, die die Farbbindungskraft beeinflussen, gehören mechanische Schäden, wie Bürsten, Kratzen, Stöße usw., so dass die Lotmaske auf die Poren des PTFE-Materials zurückzuführen ist. Der Wandzustand ist nicht sehr gut, und die erste Kupferbeschichtung der Lochwand lässt die Lochwand Flüssigkeit zu schnell verdampfen, was zu Blasenbildung und anderen Phänomenen an der Öffnung führt.

Vorläufig werden schrittweise Upgrades für die Bewertung von Nachhärtungsparametern verwendet. Ebenso bestimmen wir die Parameter des Backbleches nach chemischem Nickel-Gold durch Experimente an den Parametern des Backbleches vor dem Nivellieren.

Nachdem das Gold geschmolzen ist, ist die Backzeit zu lang, die Lötbarkeit ist nicht genug, und das Reflow-Löten kann Delamination und Blasenbildung verursachen, so dass die Backparameter ausgewertet werden müssen.

3.3.1 Bewerten Sie das Zeitintervall vom Ätzen bis zum Tintendruck. Warten Sie nach dem Ätzen 6-Stunden, 8-Stunden, 12-Stunden, 16-Stunden, 24-Stunden und 36-Stunden, um 3M-Band zu starten und die Tintenstruktur zu testen.

3.3.2 Bestimmen Sie die nachhärtenden Parameter der Tinte Testen Sie die nachhärtenden Parameter der Tinte.

3.3 PTFE-Mehrschichtplatte Nachdem die oben genannten Probleme gelöst sind, konzentriert sich die Schwierigkeit der Mehrschichtplatte hauptsächlich auf Prozesssteuerung, Laminierung, Bohren und Kupfereintauchen-die Mehrschichtplatte hat den Kompressionsparametertest derzeit grundsätzlich abgeschlossen, und das Bohrproblem ist relativ groß. Ohne PLASMA,

3.3.1 Pressparameter a. Pressbedingungen Da die Presstemperatur des PTFE-Klebeblattes hoch ist, machten wir uns zunächst Sorgen um das Pressproblem. Die maximale Presstemperatur beträgt 220° Celsius und die vom Lieferanten angegebenen Druckparameter sind ebenfalls relativ klein (700～1400Kpa).

Entsprechend den oben genannten Parametern ist die Schälfestigkeit der beiden Pressen kleiner als 0.4N/mm; Gleichzeitig ist die Heizrate, bis wir die Anfangstemperatur auf 190 Grad Celsius einstellen, die höchste Temperatur auf 228 Grad Celsius eingestellt wird (die tatsächliche Temperatur des Hochtemperaturabschnitts ist 235 Grad Celsius), und das Kraftpapier reduziert auf 12 Blätter (8 Blätter zweimal, 4 Blätter einmal), und nachdem der Druck auf 2500Kpa erhöht wurde, die Schälfestigkeit erreicht 1.2N/mm oder mehr (TACONIC ist 1.6N/mm, Neclo 1.27N/mm).

Nach 5-fachem thermischen Schock während dieser Kompression hat das Blendenblatt interne Delamination, aber es ist akzeptabel. Die Kernplattenlochwand ist in gutem Zustand, und der Nicht-Lochbereich ist in gutem Zustand.

Nach 10-fachem thermischen Schock ist das Delaminationsphänomen ernst, und das Delaminationsphänomen tritt auch im nicht porösen Bereich auf

Das Delaminationsphänomen des 5-fachen und 10-fachen Thermoschocks NECLO ist ernster. Anfangs wählten wir TACONICs HT1.5 als Klebefolie für die Mehrschichtplatte, aber die Temperatur von 235 Grad Celsius ist im Grunde eine Grenze der Presse, weil wir die gleiche gefunden haben. Die Heizrate beim Pressen und Erhitzen unterscheidet sich zwischen verschiedenen Parametern, und der maximale Unterschied beträgt bis zu acht Minuten.

Daher wird zum Zeitpunkt der formalen Produktion jede Schicht platziert b. Betriebskontrolle vor Ort (a) Kontrolle vor Ort

1. Pressparameter 3.3.2 Bohren des PTFE-Mehrschichtbrettes Die Hauptprobleme, die im Bohrprozess des Mehrschichtbrettes gefunden werden, sind nicht nur das doppelseitige Brettproblem, sondern das auffälligste Problem ist, dass die Bohrschnitte um den Bohrer gewickelt werden. Und der Bohrer wird um das erste Loch gewickelt. Wickeln Sie daher den Bohrer zwischen Φ1,0mm～. Daher haben wir beschlossen, eine neue Art von Bohrer zu machen, um dieses Problem nach Diskussion zu lösen.

3.3.3 Kupfer-Senk-Galvanik Da es keinen Kontakt zum PLASMA Outsourcing-Unternehmen gibt, hat unser erstes Modell kein Outsourcing. Der folgende Prozess wird angenommen: Außenschichtbohr-Trocknungsplatte und Hochdruck-Wasser waschen zweimal sinkendes Kupfer (Entbohren für 10 Minuten) -Verdicken-Sinken-Kupfer (kein Verdicken-Sinken-Kupfer (ohne Bohrschmutz)-Vollplattplatte.

Wenn es mit PLASMA behandelt wird, verwenden Sie den folgenden Prozess (die Zuverlässigkeit der beiden Kupfersenken muss die äußere Schicht Bohren und Hochdruck-Wasser waschen zweimal trocknen Platte halten PLASMA absinken Kupfer (ohne Bohrschmutz, Verdicken, Sinken, Vollplattenbeschichtung).

3.3.4 Beispielproduktion Es gibt ein Beispielbrett (Mikrowellenverteiler, 12-Lagenplatte) online, aber nachdem die Tinte ausgehärtet ist, wird es direkt bei 150°C gebacken, das Brett Blasen innerhalb von 7 Minuten, und 9 Bretter wurden verworfen. 8-Yuan.

Weiter zur Rückseite des Brettes. PCB laminierte mehrschichtige Leiterplatte, der Leiterplattenhersteller, der starke Leiterplattenverarbeitung, Verarbeitung, Weichplattenverarbeitung, Rogers Leiterplattenverarbeitung, Leiterplattenprofing ist, die Grundlage des gesamten Systemdesigns der Leiterplatte.

Wenn das laminierte Design defekt ist, wird die EMV-Leistung maximiert.

1. Jede Verdrahtungsschicht muss eine benachbarte Bezugsschicht (Strom- oder Masseschicht) haben;

2. Die benachbarte Hauptleistungsschicht und die Masseschicht sollten auf einem Mindestabstand gehalten werden, um eine größere Kopplungskapazität bereitzustellen;

Im Folgenden wird der Stapel vom zweilagigen Brett bis zum zehlagigen Brett aufgelistet: Leiterplatte und doppelseitig Leiterplatte Stack EMI-Strahlung Der Hauptgrund für dieses Phänomen ist, dass nicht nur starke elektromagnetische Strahlung erzeugt wird,

Und machen Sie die Schaltung empfindlich gegenüber externen Störungen. Aus der Perspektive der elektromagnetischen Verträglichkeit bezieht sich das Schlüsselsignal hauptsächlich auf das Signal, das starke Strahlung erzeugt, und das Signal, das starke Strahlung erzeugen kann, ist im Allgemeinen ein periodisches Signal, wie eine Uhr oder eine Adresse.

Im analogen 10KHz Niederfrequenz-Design: Die Stromspuren auf der gleichen Schicht werden radial geführt, und die Gesamtlänge der Leitungen wird minimiert;

Wenn die Strom- und Erdungskabel angeschlossen sind, sollten sie nah beieinander sein; Legen Sie ein Erdungskabel neben das Schlüsselsignalkabel. Dieser Massedraht bildet eine kleinere Schleifenfläche und reduziert die Störung der differentiellen Modestrahlung nach außen. Nach einem Erdungskabel,

Es entsteht eine Schleife mit der kleinsten Fläche. Wenn die Signalschaltung eine zweischichtige Leiterplatte ist, kann sie auf der anderen Seite der Leiterplatte, unmittelbar unterhalb der Signalleitung und so breit wie möglich entlang einer Leitung sein.

Die auf diese Weise gebildete Schleifenfläche ist gleich der Dicke der Leiterplatte multipliziert mit

1. SIG－GND(PWR)－PWR (GND)－SIG;

2. GND－SIG(PWR)－SIG(PWR)－GND; 1,6mm (62mil) Plattenstärke. Nicht nur ist es nicht förderlich, Impedanz, Zwischenschichtkupplung und Abschirmung zu steuern; Besonders die Leistung der Erdungsschicht SI EMI ist nicht sehr gut, hauptsächlich durch die Verdrahtung und andere Details zu steuern.

Die Hauptschicht wird auf der Verbindungsschicht der Signalschicht mit dem dichtesten Signal platziert, was gut ist, um Strahlung zu absorbieren und zu unterdrücken; die 20H-Regel erhöhen. Legen Sie die erforderliche Stromversorgung Kupferschicht) Gelegenheiten. Die äußere Schicht der Leiterplatte dieses Schemas ist die Bodenschicht, und die mittleren beiden Schichten sind die Stromversorgungsschicht.

Die Stromversorgung auf der Signalschicht wird mit einer breiten Leitung geführt, die Wegimpedanz des Netzteilstroms niedrig machen kann, und EMI-Kontrolle. Das ist das Beste 4-lagige Leiterplatte Struktur verfügbar.

Hauptaugenmerk: Die mittleren zwei Schichten des Signals und der Leistung werden mit 20H Spurenompedanz gemischt. Die obige Lösung sollte sehr vorsichtig sein, um die Leiterbahnen zwischen der Stromversorgung und dem Boden anzuordnen. Darüber hinaus sollte das Netzteil oder das Kupfer auf der Erdschicht so weit wie möglich miteinander verbunden sein. Um Konnektivität mit niedrigen Frequenzen zu gewährleisten.

Das Design von 6-lagige Platte empfiehlt die Stapelmethode:

－GND－SIG－PWR－GND－SIG; Dieses laminierte Schema kann eine bessere Signalintegrität erhalten, die Signalschicht und die Masseschicht werden mit der Leistungsschicht und der Masseschicht gepaart, und die Impedanz jeder Verdrahtungsschicht kann besser gesteuert werden,

Und beide Masseschichten sind in der Lage und können bessere Signalschichten für jede Signalschicht bereitstellen, wenn die Energie- und Masseschichten vollständig sind. Diese Lösung eignet sich nur für den Fall, in dem die Gerätedichte nicht sehr hoch ist. Diese Art von laminierter Schicht hat und die Grundebene der oberen und unteren Schichten relativ vollständig ist, die als bessere verwendet werden kann.

Es sollte beachtet werden, dass die Leistungsschicht nah an der Schicht sein sollte, die nicht die Hauptkomponentenoberfläche ist, da die untere EMI-Leistung besser ist als die erste Lösung.

Der Abstand zwischen der Stromversorgungsschicht und der Bodenschicht sollte minimiert werden, um eine gute 62mil Plattenstärke zu erhalten. Obwohl der Ebenenabstand reduziert ist, ist es nicht einfach, den Abstand zwischen der Hauptstromversorgung und der zu kleinen Schicht zu steuern.

Vergleicht man die erste Regelung mit der zweiten Regelung, sind die Kosten der zweiten Regelung 20H Regel

Regelgestaltung

A: Dies ist keine gute Stapelmethode aufgrund der schlechten elektromagnetischen Absorption und der großen Stromversorgungsimpedanz.

1.Signal 1 Komponente Oberfläche, Microstrip Verdrahtungsschicht

2. Signal 2 interne Mikrostreifen Verdrahtungsschicht, bessere Verdrahtungsschicht (X-Richtung)

3.Boden

4. Signal 3-Streifen-Routing-Schicht, bessere Routing-Schicht (Y-Richtung)

5.Signal 4 Streifenleitungsschicht

6.Leistung

7. Signal 5 interne Mikrostreifen Verdrahtungsschicht

8. Die Signal 6 Microstrip Spurenschicht ist eine Variante des dritten Laminierungsverfahrens. Durch die Zugabe der Referenzschicht hat es eine bessere EMI-Leistung.