Tecnologia PCB - Introduzione della tecnologia di elaborazione del circuito PTFE

Introduzione della tecnologia di elaborazione del circuito PTFE

Tecnologia a circuito stampato multistrato a microonde

Con la frequenza crescente nel campo a microonde, la scheda multistrato PTFE viene utilizzata come dispositivo a microonde e tecnologia multistrato PTFE posteriore ad alta velocità per eseguire un modello di scheda multistrato PTFE a 12 strati.

1 La scheda del campione richiede DK=3,0, Df=0,0023 (10G Hz), spessore 3,7 mm, struttura della scanalatura del passo e allineamento a due strati +/-0,01 mm.

1.1 Selezione del substrato

1.1.1 Classificazione delle piastre Le piastre possono essere suddivise in 5 categorie:

1. PTFE + panno di vetro. Scarsa lavorabilità.

2. PTFE + panno di vetro non tessuto. Buona lavorabilità.

3. PTFE + imballaggio ceramico ha la migliore lavorabilità.

4. PTFE + panno di vetro + imballaggio ceramico. Le prestazioni sono leggermente migliori rispetto al puro PTFE più la lavorabilità del panno di vetro.

5. PTFE foglio adesivo è diviso in: PTFE foglio adesivo, BT avvolto PTFE prepreg, PTFE semi-solido. In base ai requisiti di prestazione del modello e alle prestazioni e al prezzo del materiale, facciamo la seguente selezione del materiale: La piastra centrale è la più difficile da elaborare PTFE + panno di vetro e PTFE + panno di vetro + foglio di adesione PTFE materiale di riempimento ceramico.

1.1.2 Caratteristiche della scheda

a. Proprietà fisiche e chimiche Il materiale PTFE ha eccellenti proprietà elettriche e buona stabilità chimica. La sua costante dielettrica è bassa e tra, il cambiamento con frequenza non è evidente, la costante dielettrica di 1G e 10G fondamentalmente non cambia, quindi è comunemente usato qui che applichiamo principalmente questo tipo di prestazione. Dopo l'aggiunta di riempitivo ceramico

b. Caratteristiche di lavorazione Lo strato di PTFE ha proprietà di lavorazione molto scarse. Il materiale è morbido e c'è poca colla di flusso PTFE quando premuto. Il materiale PTFE stesso ha i seguenti problemi: Quando viene realizzato il foglio, la forza di legame tra il riempitore e la fibra di vetro impregnata dalla fibra di vetro è piccola e la quantità di flusso della colla è piccola e non c'è forza di legame reciproca, quindi è facile forare il vetro

1. il materiale TFE stesso ha una bassa polarità e la forza di legame tra il substrato e la lamina di rame tra il substrato e il panno di vetro è povera e anche la maschera di saldatura stampata è difficile e la piastra non è resistente all'impatto meccanico. PTFE e vetro

2. il materiale è morbido, il materiale è morbido, facile da deformare, il supporto per fibra di vetro e foglio di rame è piccolo, più il problema 1. È facile da deformare con forza meccanica e l'effetto di taglio della fibra di vetro non è buono durante la perforazione e non è facile da tagliare in una sola volta e il PTFE è anche facile produrre trucioli di perforazione in PTFE non tagliati.

c. Breve introduzione dello strato di incollaggio PTFE dello strato di incollaggio PTFE: uno strato di incollaggio termoplastico trasparente, lo spessore è generalmente 1.5mil, 3.0mil. Dielettrico 2.3, la perdita dielettrica è che la temperatura di pressatura è superiore a 220 gradi Celsius, c'è meno flusso della colla ed è facile avere colla non fluente.

Secondo i requisiti del campione e i requisiti di prova, selezioniamo i materiali dai fornitori A, B e C per la prova, con il nucleo DK=2,5~3,5.

Il materiale del campione è DK=3.0 (10GHz), Df=0.0023 (10Ghz).

2 analisi dei fattori

Dalle caratteristiche del materiale, sappiamo che i principali problemi nella lavorazione delle schede multistrato in PTFE sono concentrati nella pressatura, perforazione e stampa a inchiostro.

Alla luce dei problemi di cui sopra, realizziamo il seguente metodo sperimentale di progettazione.

3 Progettazione del metodo di processo

3.1 Foratura di fori. Poiché il materiale è relativamente morbido e la fibra di vetro è relativamente morbida, è facile produrre sbavature. Pertanto, è necessario aggiungere un materiale PTFE speciale relativamente duro. Piccola velocità di perforazione (deve essere determinata dall'esperimento.

Poiché non c'è legame di resina tra le fibre di vetro, non c'è foro di perforazione tra di loro senza tagliare. È facile produrre fibre di vetro non tagliate e la placcatura forma noduli di placcatura.

Allo stesso tempo, il materiale PTFE è relativamente morbido e il materiale PTFE può rimanere sulla parete del foro senza essere tagliato.

Perché la resina sulla piastra di copertura e la piastra di supporto si attaccheranno alla parete del foro sotto alta temperatura, Sarà anche parte delle talee del trapano (PTFE. Poiché l'imballaggio di ogni materiale del PTFE, la scelta del panno di vetro, ecc., sono diversi, può essere diverso per ogni materiale. In vista dell'analisi di cui sopra, ci concentreremo principalmente sulla selezione del coperchio del pad, test dei parametri di perforazione, tipo di bit

a. Scelta del coperchio del pad Attualmente è ideale utilizzare materiale resina fenolica per il coperchio del pad. Questo tipo di materiale del bordo è relativamente duro, ma la resina fenolica

b. Prova dei parametri

È la prima volta che il tester prova i parametri di perforazione del materiale e le caratteristiche di perforazione del materiale non possono essere comprese più accuratamente. I parametri di perforazione del PTFE sono utilizzati come parametro di riferimento, in base alla quantità di alimentazione singola (parametri completi di velocità e quantità di alimentazione). E sulla base dell'esperienza e dell'analisi teorica, vengono rimosse alcune combinazioni di parametri che possono essere utilizzate con una piccola probabilità.

Su questa base, eseguire una gamma più ampia di combinazioni di parametri in questa direzione. Una volta completato il test, eseguire combinazioni di parametri in questo piccolo intervallo per determinare i parametri più accurati. 2. Strumento di selezione utensile Scegliamo il seguente diametro come strumento di prova: Ф0. 5 mm, Ф1.0mm, Ф1.5mm, Ф2.0mm, Ф3.0mm, Ф3.2mm, Ф4.5mm.

Dopo aver forato il foro, lavarlo due volte con acqua ad alta pressione, osservare l'interno del foro con una lente di ingrandimento sotto 25 volte forte luce e giudicare l'interno del foro con una lente di ingrandimento 25 volte. Infine, fare una sezione per osservare la situazione della perforazione e determinare il numero massimo di fori utilizzati dal trapano indagando la situazione della punta ferita e l'usura della punta. Per le ultime 5 volte della prova di impatto, confermare la sua affidabilità.

Poiché il materiale PTFE ha una piccola polarità e non è facile da combinare con altri materiali, è difficile affondare il rame ed è necessario trovare un modo. Allo stesso tempo, perché la perforazione lascerà sicuramente fibre non tagliate e resina e resina attaccate alla parete del foro Per quanto riguarda la differenza tra il materiale PTFE e FR-4, ci concentriamo principalmente sulla deforanatura (rimozione della perforazione della parete del foro e la sua adesione) e garantendo l'affidabilità dell'affondamento del rame.

Poiché è difficile affondare il rame per i materiali PTFE, l'attuale metodo di immersione in rame tre volte e galvanizzazione tre volte è utilizzato per le schede multistrato elettriche ad immersione in rame. PLASMA è richiesto per il trattamento di deforanamento e attivazione per garantire l'affidabilità del PTH.

A causa della morbidezza del materiale PTFE, durante la galvanizzazione, l'oscillazione nel serbatoio di galvanizzazione romperà facilmente la piastra o renderà la piastra affidabile.

3.3 Il materiale stesso in PTFE ha una forza di legame molto bassa con l'inchiostro. Poiché il bordo del nucleo del materiale del PTFE viene premuto insieme, il PTFE e l'inchiostro vengono applicati sulla superficie per evitare che lo strato di attivazione superficiale fallisca, con conseguente scarsa adesione tra l'inchiostro e il bordo. Bene.

Un altro metodo di processo è necessario per attivare la superficie del materiale PTFE inciso con PLASMA. I fattori che influenzano la forza di legame dell'inchiostro includono danni meccanici, come spazzolatura, graffi, impatto, ecc., quindi la maschera di saldatura è dovuta ai pori del materiale PTFE. Le condizioni della parete non sono molto buone e la prima placcatura in rame della parete del foro lascerà il liquido della parete del foro vaporizzare troppo velocemente, portando a vesciche e altri fenomeni all'orifizio.

La determinazione preliminare è quella di utilizzare aggiornamenti passo-passo per i parametri di post-polimerizzazione da valutare. Allo stesso modo, determiniamo i parametri della teglia dopo nichel-oro chimico attraverso esperimenti sui parametri della teglia prima del livellamento.

Dopo che l'oro è fuso, il tempo di cottura è troppo lungo, la saldabilità non è sufficiente e la saldatura a riflusso può causare delaminazione e vesciche, quindi i parametri di cottura devono essere valutati.

3.3.1 Valutare l'intervallo di tempo dall'incisione alla stampa a inchiostro. Dopo l'incisione, attendere 6 ore, 8 ore, 12 ore, 16 ore, 24 ore e 36 ore per avviare il nastro 3M e testare la struttura dell'inchiostro.

3.3.2 Determinare i parametri di post-polimerizzazione dell'inchiostro Test i parametri di post-polimerizzazione dell'inchiostro.

Dopo che i problemi di cui sopra sono stati risolti, la difficoltà del bordo multistrato si concentra principalmente sul controllo di processo, la laminazione, la perforazione e l'immersione in rame-il bordo multistrato ha fondamentalmente completato la prova del parametro di compressione attualmente e il problema della perforazione è relativamente grande. Senza PLASMA,

3.3.1 Parametri di pressatura a. Condizioni di pressatura Poiché la temperatura di pressatura del foglio adesivo in PTFE è alta, eravamo preoccupati per il problema della stampa all'inizio. La temperatura massima di pressatura è di 220 gradi Celsius e anche i parametri di pressione forniti dal fornitore sono relativamente piccoli (700～1400Kpa).

Secondo i parametri di cui sopra, la resistenza della buccia delle due presse è inferiore a 0,4N/mm; allo stesso tempo, il tasso di riscaldamento è fino a quando non regoliamo la temperatura iniziale a 190 gradi Celsius, la temperatura più alta è regolata a 228 gradi Celsius (la temperatura effettiva della sezione ad alta temperatura è 235 gradi Celsius), e la carta kraft ridotta a 12 fogli (8 fogli due volte, 4 fogli una volta), e dopo che la pressione è stata aumentata a 2500Kpa, la forza della buccia ha raggiunto 1,2N/mm o più (TACONIC è 1,6N/mm, Neclo 1,27N/mm).

Dopo 5 volte di shock termico durante questa compressione, il foglio di incollaggio dell'orifizio ha delaminazione interna, ma è accettabile. La parete del foro della piastra centrale è in buone condizioni e l'area non-foro è in buone condizioni.

Dopo 10 volte di shock termico, il fenomeno della delaminazione è grave e il fenomeno della delaminazione appare anche nell'area non porosa

Il fenomeno di delaminazione di 5 volte e 10 volte shock termico NECLO è più grave. Inizialmente abbiamo scelto TACONIC™ s HT1.5 come foglio di incollaggio per la scheda multistrato, ma la temperatura di 235 gradi Celsius è fondamentalmente un limite della pressa, perché abbiamo trovato lo stesso. Il tasso di riscaldamento di pressatura e riscaldamento è diverso tra diversi parametri, e la differenza massima è fino a 8 minuti.

Pertanto, al momento della produzione formale, ogni strato viene posizionato b. Controllo operativo in loco a) Controllo in loco

3.3.2 Perforazione del bordo multistrato PTFE I problemi principali trovati nel processo di perforazione del bordo multistrato non sono solo il problema del bordo a due lati, ma il problema più importante è che le talee del trapano sono avvolte intorno alla punta del trapano. E la punta del trapano è avvolta intorno al primo foro. Pertanto, avvolgere il trapano tra Φ1.0mm ～. Pertanto, abbiamo deciso di fare un nuovo tipo di trapano per risolvere questo problema dopo discussione.

Poiché non c'è contatto con la società di outsourcing PLASMA, il nostro primo modello non ha alcun outsourcing. Viene adottato il seguente processo: perforazione dello strato esterno - tavola di essiccazione - lavaggio ad alta pressione dell'acqua due volte - rame affondante (de-foratura per 10 minuti) -rame addensante-affondamento (rame senza ispessimento-affondamento (senza sporcizia di perforazione) -placcatura della scheda completa.

Se viene trattato con PLASMA, utilizzare il seguente processo (l'affidabilità dei due affondamenti in rame necessita di testare la perforazione dello strato esterno - lavaggio ad acqua ad alta pressione due volte - piastra di asciugatura - PLASMA - affondamento rame (senza sporcizia di perforazione) - ispessimento - affondamento - placcatura completa.

C'è una scheda del campione (distributore del microonde, scheda a 12 strati) online, ma dopo che l'inchiostro è indurito, è direttamente cotto a 150 ° C, la scheda bolle entro 7 minuti e 9 schede sono state scartate. 8 yuan.

Continua verso il retro della tavola. Circuito multistrato laminato PCB, il produttore di circuiti stampati che è forte elaborazione del circuito stampato, elaborazione, elaborazione del bordo morbido, elaborazione del circuito stampato Rogers, prova rapida del circuito stampato, la base dell'intero design del sistema di PCB.

Se il design laminato è difettoso, le prestazioni EMC saranno massimizzate.

1. Ogni strato di cablaggio deve avere uno strato di riferimento adiacente (potere o strato di terra);

2. lo strato di potenza principale adiacente e lo strato di terra dovrebbero essere tenuti ad una distanza minima per fornire una capacità di accoppiamento più grande;

Il seguente elenco elenca la pila dalla scheda a due strati alla scheda a dieci strati: scheda PCB e pila di schede PCB a due lati radiazione EMI La ragione principale di questo fenomeno è che non solo viene generata una forte radiazione elettromagnetica,

E rendere il circuito sensibile alle interferenze esterne. Dal punto di vista della compatibilità elettromagnetica, il segnale chiave si riferisce principalmente al segnale che genera forti radiazioni e il segnale che può generare forti radiazioni è generalmente un segnale periodico, come un orologio o un indirizzo.

Nel design analogico a bassa frequenza 10KHz: le tracce di potenza sullo stesso livello sono instradate radialmente e la lunghezza totale delle linee è ridotta al minimo;

Quando i cavi di alimentazione e di massa sono collegati, dovrebbero essere vicini l'uno all'altro; Posizionare un cavo di terra accanto al cavo del segnale chiave. Questo filo di terra forma un'area di loop più piccola e riduce l'interferenza della radiazione di modo differenziale al mondo esterno. Dopo un filo di terra,

Si forma un anello con l'area più piccola. Se il circuito del segnale è un circuito a doppio strato, può essere dall'altro lato del circuito, immediatamente sotto la linea del segnale e il più ampio possibile lungo una linea.

L'area del loop formata in questo modo è uguale allo spessore del circuito stampato moltiplicato per

1. SIGGND(PWR)－PWR (GND)－SIG;

2. GND－SIG(PWR)－SIG(PWR)－GND; 1.6mm (62mil) spessore del bordo. Non solo non è favorevole al controllo dell'impedenza, accoppiamento intercalare e schermatura; In particolare la potenza dello strato di terra SI EMI le prestazioni non sono molto buone, principalmente attraverso il cablaggio e altri dettagli da controllare.

Lo strato di terra principale è posizionato sullo strato di collegamento dello strato di segnale con il segnale più denso, che è buono per assorbire e sopprimere le radiazioni; aumentare la regola 20H. Posizionare l'alimentatore richiesto strato di rame) occasioni. Lo strato esterno del PCB di questo schema è lo strato di terra e i due strati centrali sono lo strato di alimentazione.

L'alimentazione elettrica sullo strato del segnale è instradata con una linea ampia, che può rendere bassa l'impedenza del percorso della corrente dell'alimentazione elettrica e il controllo EMI. Questa è la migliore struttura PCB a 4 strati disponibile.

Attenzione principale: I due strati centrali del segnale e della potenza sono mescolati con l'impedenza della traccia 20H. La soluzione di cui sopra dovrebbe essere molto attenta a sistemare le tracce tra l'alimentazione elettrica e il terreno. Inoltre, l'alimentazione elettrica o il rame sullo strato di terra dovrebbero essere interconnessi il più possibile. Garantire la connettività con basse frequenze.

Il design del bordo a 6 strati raccomanda il metodo di impilamento:

GND－SIG－PWR－GND－SIG; Questo schema laminato può ottenere una migliore integrità del segnale, lo strato del segnale e lo strato di terra sono accoppiati con lo strato di potere e lo strato di terra e l'impedenza di ogni strato di cablaggio può essere meglio controllata,

Ed entrambi gli strati di terra sono capaci e possono fornire livelli di segnale migliori per ogni livello di segnale quando gli strati di potenza e di terra sono completi-SIG-GND-PWR-SIG-GND; Questa soluzione è adatta solo per il caso in cui la densità del dispositivo non è molto alta Questo tipo di strato laminato ha e il piano di terra degli strati superiore e inferiore è relativamente completo, che può essere utilizzato come uno migliore.

Va notato che lo strato di potenza dovrebbe essere vicino allo strato che non è la superficie principale del componente, perché le prestazioni EMI inferiori sono migliori della prima soluzione.

, la distanza tra lo strato di alimentazione elettrica e lo strato di terra dovrebbe essere minimizzata per ottenere un buon spessore del bordo 62mil. Anche se la spaziatura dei livelli è ridotta, non è facile controllare la distanza tra l'alimentazione principale e lo strato per essere piccolo.

Confrontando il primo schema con il secondo schema, il costo del secondo schema è 20H regola

Progettazione delle regole

A: Questo non è un buon metodo di impilamento a causa del cattivo assorbimento elettromagnetico e della grande impedenza dell'alimentazione elettrica.

1.Signal 1 superficie del componente, strato di cablaggio microstrip

2. segnale 2 strato di cablaggio interno microstrip, migliore strato di cablaggio (direzione X)

3.Ground

4. Signal 3 stripline routing layer, migliore routing layer (direzione Y)

5.Signal 4 stripline routing layer

6.Potenza

7. Segnale 5 strato interno di cablaggio microstrip

8. Lo strato di traccia del microtrip Signal 6 è una variante del terzo metodo di laminazione. Grazie all'aggiunta del livello di riferimento, ha migliori prestazioni EMI.