PCB Rogers

Τι είναι το Rogers PCB;

PCB Rogers αναφέρεται σε πλακέτα υψηλής απόδοσης που κατασκευάζεται με ειδικά υλικά επιστρώσεων που παράγονται από την Rogers Corporation, μια αμερικανική εταιρεία προηγμένων υλικών και τεχνολογίας. Σε αντίθεση με τα συμβατικά FR-4 PCB που κατασκευάζονται από εποξειδική ρητίνη και γυαλί, χρησιμοποιεί κυρίως υλικά όπως πολυτετραφθοριούχο αιθυλένιο (PTFE), κεραμικά ενισχυμένα σύνθετα ή υδρογονάνθρακες. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για υψηλής συχνότητας και υψηλής ταχύτητας ηλεκτρονικές εφαρμογές και θεωρούνται πρότυπο στους σχετικούς τομείς. Παρακάτω ακολουθεί λεπτομερής εισαγωγή:

Σειρά βασικών υλικών

Εξαιρετικά Πλεονεκτήματα Απόδοσης

Χαμηλές απώλειες σήματος:

Τα υλικά του έχουν χαμηλό συντελεστή απώλειας. Όταν τα σήματα μεταδίδονται σε συχνότητες πάνω από 2 GHz, οι απώλειες είναι πολύ χαμηλότερες από εκείνες των παραδοσιακών PCB FR-4, γεγονός που διασφαλίζει αποτελεσματικά την ακεραιότητα του σήματος.

Σταθερές διηλεκτρικές ιδιότητες:

Η διηλεκτρική σταθερά παραμένει σταθερή σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών και συχνοτήτων. Αυτό επιτρέπει στους μηχανικούς να σχεδιάζουν με ακρίβεια κυκλώματα, όπως αντιστοίχιση σύνθετης αντίστασης και γραμμές μετάδοσης.

Ισχυρή Αναπτυξιακή Ικανότητα Προς το Περιβάλλον:

Πολλά υλικά της σειράς του έχουν χαμηλή υγρασία απορρόφησης, επιτρέποντας σταθερή λειτουργία σε περιβάλλοντα υψηλής υγρασίας. Παράλληλα, διαθέτουν υψηλές θερμοκρασίες μετάβασης γυαλιού (γενικά πάνω από 280°C) και εξαιρετική θερμική σταθερότητα, η οποία μπορεί να ανεχθεί ακραίες μεταβολές θερμοκρασίας.

Κύριοι τομείς εφαρμογής

Τηλεπικοινωνίες:

Είναι ένα βασικό υλικό για RF μονάδες σταθμών βάσης 5G, κεραίες χιλιοστομέτρου κύματος και εξοπλισμό δορυφορικής επικοινωνίας, το οποίο καλύπτει τη ζήτηση για μετάδοση σήματος χαμηλών απωλειών και υψηλής ταχύτητας σε συστήματα επικοινωνίας.

Αεροδιαστημική και Άμυνα:

Εφαρμόζεται σε συστήματα ραντάρ, μονάδες καθοδήγησης πυραύλων και ηλεκτρονικό εξοπλισμό που φέρεται στο διάστημα. Η χαμηλή του εκπομπή αερίων και η αντοχή του σε δυσμενείς συνθήκες του επιτρέπουν να προσαρμόζεται στις πολύπλοκες συνθήκες του διαστήματος και του πεδίου μάχης.

Ηλεκτρονικά αυτοκινήτου:

Χρησιμοποιείται σε αυτοκινητικά ραντάρ, μονάδες επικοινωνίας 5G για οχήματα και συστήματα ελέγχου ισχύος οχημάτων νέας ενέργειας, τα οποία μπορούν να αντέξουν το περιβάλλον εργασίας υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής ταλάντωσης στα οχήματα.

Όργανα Δοκιμής και Μέτρησης:

Χρησιμοποιείται σε γεννήτριες υψίσυχνων σημάτων, αναλυτές διανυσματικών δικτύων και άλλα ακριβή όργανα, τα οποία εξασφαλίζουν την ακρίβεια και τη σταθερότητα των μετρήσεων των οργάνων.

Λόγω των σημαντικών διαφορών στα χαρακτηριστικά του υποστρώματος μεταξύ των πλακετών rogers pcb και των παραδοσιακών FR-4 PCBS, η διαδικασία κατασκευής απαιτεί εξειδικευμένο έλεγχο των λεπτομερειών της διαδικασίας. Τα βασικά σημεία που πρέπει να ληφθούν υπόψη είναι τα εξής:

Επεξεργασία και αποθήκευση υποστρώματος

· Συνθήκες αποθήκευσης:

Τα υπόστρωμα Rogers (ιδιαίτερα τα υλικά με βάση PTFE) έχουν την τάση να απορροφούν υγρασία και πρέπει να αποθηκεύονται σε περιβάλλον με σταθερή θερμοκρασία και υγρασία. Εάν δεν χρησιμοποιηθούν άμεσα μετά το άνοιγμα, θα πρέπει να συσκευάζονται υπό κενό και να σφραγίζονται για να αποφεύγεται η υγρασία, η οποία μπορεί να προκαλέσει φυσαλίδες και αποφλοιώσεις κατά τη συγκόλληση.

· Κοπή υλικού βάσης:

Χρησιμοποιήστε ειδικά σκληρά κράματα για το κοπή, ώστε να αποφευχθεί η ρωγμάτωση των άκρων του υποστρώματος. Μετά την κοπή, τα υπολείμματα στα άκρα πρέπει να καθαριστούν για να αποφευχθεί η γρατζούνισμα του επιφάνεια του πίνακα κατά τη διάρκεια της επόμενης επεξεργασίας.

· Καθαρισμός επιφάνειας:

Μην χρησιμοποιείτε ισχυρούς διαβρωτικούς καθαριστικούς παράγοντες στην επιφάνεια του υποστρώματος. Προτιμάται η χρήση ισοπροπυλικής αλκοόλης για το σκούπισμα, προκειμένου να αφαιρεθούν λιπαρές ακαθαρσίες ή σκόνη, αποφεύγοντας μόλυνση που θα μπορούσε να επηρεάσει τη δύναμη σύνδεσης του χαλκού στρώση.

Διαδικασία διάτρησης και διαμόρφωσης

· Παράμετροι διάτρησης:

Το υλικό Rogers με βάση PTFE έχει υψηλή σκληρότητα και κακή θερμική αγωγιμότητα. Κατά το τρύπημα, πρέπει να επιλέγονται δράπανα επικαλυμμένα με διαμάντι. Μειώστε την ταχύτητα περιστροφής, αυξήστε το ποσοστό προώθησης και ενισχύστε την ψύξη ταυτόχρονα, ώστε να αποφευχθεί η φθορά του δράπανου ή η αφαίρεση υλικού από το υπόστρωμα. Για υποστρώματα που περιέχουν νιτρίδιο του αλουμινίου, είναι απαραίτητο να αποφεύγεται η δημιουργία μικρορωγμών κατά τη γέννηση. Μπορεί να υιοθετηθεί μια μέθοδος γέννησης βήμα-βήμα.

· Επεξεργασία τοιχώματος οπής:

Μετά το τρύπημα, απαιτείται πλάσμα καθαρισμού ή χημική βαθιά για την αφαίρεση των υπολειμμάτων υλικού από τα τοιχώματα των τρυπών, διασφαλίζοντας έτσι την πρόσφυση της μεταλλώσεως στα τοιχώματα των τρυπών.

Αποφύγετε υπερβολική προσβολή που ενδέχεται να προκαλέσει τραχιά τοιχώματα οπών και να επηρεάσει την ομοιομορφία της επίστρωσης.

· Διαμόρφωση σχήματος:

Χρησιμοποιείται η ακριβής εγκοπή CNC ή η λέιζερ κοπή για την αποφυγή εξάλειψης. Μετά την κοπή, οι άκρες πρέπει να τριφτούν για την αφαίρεση ακαθαρσιών.

Μετάλλωση και ηλεκτροπλακένιωση

· Προεπεξεργασία χαλκοπλακένιωσης:

Η επιφάνεια του υποστρώματος Rogers είναι εξαιρετικά αδρανής (ειδικά το PTFE), επομένως απαιτείται η χρήση ειδικών διεργασιών τραχύνσης για την αύξηση της επιφάνειας τραχύτητα του υποστρώματος και βελτίωση της συνάφειας του επιχαλκωμένου στρώματος. Αποφύγετε υπερβολική τραχύνση που μπορεί να προκαλέσει ζημιά στην επιφάνεια του υποστρώματος.

· Παράμετροι ηλεκτροπλασίωσης:

Κατά την ηλεκτροπλασίωση χαλκού, πρέπει να μειωθεί η πυκνότητα ρεύματος (15% χαμηλότερη από FR-4), να παραταθεί ο χρόνος πλασίωσης και το επίχρισμα πρέπει να είναι ομοιόμορφο. Για σχεδιασμούς με παχύ χαλκό (≥2oz), πρέπει να εφαρμόζεται τμηματική ηλεκτροπλασίωση ώστε να αποφεύγεται η ανομοιόμορφη πάχος επικάλυψης ή η δημιουργία τρυπών.

· Έλεγχος επικάλυψης:

Επικεντρωθείτε στον έλεγχο της κάλυψης και της συνάφειας του επιχρίσματος στο τοίχωμα της οπής. Η συνάφεια του επιχρίσματος στο τοίχωμα της οπής σε Rogers PCBs με βάση PTFE πρέπει να είναι ≥1,5 N/mm για να αποφεύγεται η αποκόλληση του επιχρίσματος κατά τη μετέπειτα χρήση.

Έκπλαση και κατασκευή κυκλώματος

· Επιλογή διαλύματος έκπλασης:

Χρησιμοποιήστε όξινα πρόσθετα εκχύλισης (όπως το σύστημα χλωριούχου χαλκού) για να αποφύγετε τη διάβρωση των υποστρωμάτων Rogers από αλκαλικά διαλύματα εκχύλισης (ορισμένα υποστρώματα με κεραμική πλήρωση έχουν χαμηλή αντίσταση στα αλκάλια). Κατά τη διαδικασία εκχύλισης, η θερμοκρασία (25 έως 30℃) και η ταχύτητα εκχύλισης πρέπει να ελέγχονται αυστηρά για να αποφευχθεί υπερβολική πλευρική εκχύλιση, η οποία θα μπορούσε να οδηγήσει σε μείωση της ακρίβειας του κυκλώματος.

· Αντιστάθμιση γραμμής:

Προκαθορίστε την αντιστάθμιση της διάβρωσης σύμφωνα με τον τύπο του υλικού βάσης για να διασφαλιστεί ότι το τελικό πλάτος γραμμής πληροί το σχεδιασμό · Για λεπτές γραμμές (πλάτος γραμμής < 0,1 mm), πρέπει να χρησιμοποιείται εξοπλισμός υψηλής ακρίβειας για την έκθεση, ώστε να αποφεύγονται σπασμένες γραμμές ή βραχυκυκλώματα.

Μάσκα κολλαδιού και επιφανειακή επεξεργασία

· Συμβατότητα μελανιού μάσκας κολλαδιού:

Επιλέξτε μελάνι μάσκας συγκόλλησης ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες (Tg > 150℃) που είναι συμβατό με υποστρώματα Rogers, για να αποφύγετε τον αποχρωματισμό του μελανιού λόγω κακής πρόσφυσης στο υπόστρωμα. Κατά την εκτύπωση της μάσκας συγκόλλησης, η πίεση της λεπίδας θα πρέπει να μειωθεί για να αποφευχθεί η διείσδυση του μελανιού στο κενό του κυκλώματος.

· Διαδικασία στεγνώματος:

Η θερμοκρασία στεγνώματος για τη μάσκα συγκόλλησης θα πρέπει να αυξάνεται βαθμιαία (από 80℃ έως 150℃ σταδιακά), για να αποφευχθεί η παραμόρφωση του υποστρώματος λόγω αιφνίδιας αύξησης της θερμοκρασίας. Ο χρόνος στεγνώματος είναι 10% έως 20% μεγαλύτερος από εκείνον του FR-4 για να εξασφαλιστεί η πλήρης στέγνωση του μελανιού.

· Επιλογή επιφανειακής επεξεργασίας:

Να προτιμάται η επιχρύσωση (ENIG) ή η επικασσίτευση, και να αποφεύγεται η επίπεδη αναρρόφηση με ζεστό αέρα (HASL) - ο υπερθερμασμένος αέρας μπορεί να προκαλέσει στρέβλωση του υποστρώματος Rogers, ενώ τα υλικά βάσης PTFE έχουν περιορισμένη αντοχή στη θερμότητα .

Διαδικασία Λαμελώσεων

· Παράμετροι συγκόλλησης στρώσεων:

Ρυθμίστε τη θερμοκρασία, την πίεση και τη διάρκεια επίστρωσης σύμφωνα με τον τύπο του υποστρώματος για να αποφευχθεί η διάσπαση του υποστρώματος λόγω υπερβολικά υψηλής θερμοκρασίας ή η αποφλοίωση λόγω ανομοιόμορφης πίεσης.

· Επεξεργασία αφαίρεσης κόλλας:

Πριν από την επίστρωση, το προ-σκληρυμένο φύλλο (PP) πρέπει να προ-ψηθεί στους 100℃ για 30 λεπτά για να αφαιρεθούν πτητικές ουσίες και να αποτραπεί η δημιουργία φυσαλίδων κατά τη διάρκεια της επίστρωσης. Ο συνδυασμός υποστρώματος Rogers και PP πρέπει να ταιριάζει με τον συντελεστή θερμικής διαστολής για να μειωθεί η παραμόρφωση μετά την επίστρωση.

· Έλεγχος επιπεδότητας:

Μετά την επίστρωση του πολυστρωματικού PCB Rogers, πρέπει να υποστεί ψυχρή συμπίεση και σταθεροποίηση. Ο ρυθμός ψύξης πρέπει να ελέγχεται στους 5℃/min για να αποφευχθεί η υπερβολική διαφορά θερμοκρασίας που προκαλεί παραμόρφωση της επιφάνειας της πλακέτας (ο βαθμός παραμόρφωσης πρέπει να είναι ≤0,3%).

Δοκιμασία και Έλεγχος Ποιότητας

· Δοκιμή ηλεκτρικών χαρακτηριστικών:

Επικεντρωθείτε στον έλεγχο της αντίστασης γραμμής, της απώλειας εισαγωγής και του λόγου στάσιμου κύματος. Χρησιμοποιήστε αναλυτή δικτύου για να πραγματοποιήσετε δοκιμές σε όλο το εύρος συχνοτήτων που έχει σχεδιαστεί, ώστε να διασφαλίσετε ότι η υψίσυχνη απόδοση πληροί τις πρότυπα ποιότητας.

· Δοκιμές αξιοπιστίας:

Πραγματοποιήστε δοκιμές θερμικής κυκλικότητας και δοκιμές υγρασίας-θερμότητας για να επαληθεύσετε τη σταθερότητα της σύνδεσης μεταξύ του υποστρώματος και του στρώματος χαλκού, καθώς και του στρώματος προστασίας κολλαδιού, προκειμένου να αποφευχθούν βλάβες λόγω γήρανσης από το περιβάλλον.

· Έλεγχος εμφάνισης:

Ελέγξτε την επιφάνεια της πλακέτας για ρωγμές, αποφλοιώσεις, φυσαλίδες, λείες άκρες των κυκλωμάτων και ακμές στα τοιχώματα των οπών, ώστε να διασφαλίσετε ότι δεν υπάρχουν προφανή ελαττώματα εμφάνισης.