Rogers-PCB

Mikä on Rogersin PCB?

Rogers-PCB viittaa suorituskykyiseen painokalvoon, joka on valmistettu erikoisista laminaattimateriaaleista, joita tuottaa Rogers Corporation, amerikkalainen edistyneiden materiaalien ja teknologian yritys. Toisin kuin perinteiset FR-4 Piirit, jotka on valmistettu epoksiharjasta ja lasikuidusta, se käyttää pääasiassa materiaaleja, kuten polytetrafluorettienia (PTFE), keraamilla täytettyjä komposiitteja tai hiilivetyseoksia. Se soveltuu erityisesti korkeataajuus- ja nopeakäyttöön elektronisiin sovelluksiin ja tunnetaan vertailukohtana vastaavissa kentissä. Alla on yksityiskohtainen esittely:

Ydinemateriaaliseriat

Erinomaiset suorituskykyedut

Alhainen signaalihäviö:

Sen materiaalit ovat alhaisen häviökerroin. Kun signaaleja siirretään yli 2 GHz:n taajuuksilla, häviö on huomattavasti pienempi kuin perinteisillä FR-4-Piirilevyillä, mikä takaa tehokkaasti signaalin eheyden.

Vakaa dielektrinen ominaisuus:

Dielektrinen vakio säilyy stabiilina laajalla lämpötila- ja taajuusalueella. Tämä mahdollistaa tarkat piirisuunnittelut, kuten impedanssin sovituksen ja siirtolinjojen suunnittelun.

Vahva ympäristösopeutuminen:

Monilla sarjan materiaaleilla on alhainen vesimäärä, mikä mahdollistaa stabiilin toiminnan korkeissa kosteusympäristöissä. Samalla niillä on korkea lasiintumislämpötila (yleensä yli 280 °C) ja erinomainen lämpövakaus, joka kestelee äärimmäisiä lämpötilan vaihteluita.

Pääsovellusalueet

Telekommunikaatio:

Se on keskeinen materiaali 5G-tukiasemien RF-moduuleissa, millimetriaaltto-antenneissa ja satelliittiviestintälaitteissa, ja täyttää viestintäjärjestelmien alhaisen häviön ja korkean nopeuden signaalin siirron vaatimukset.

Ilmailu ja puolustus:

Sitä käytetään tutkajärjestelmissä, ohjusohjausmooduuleissa ja avaruuteen sijoitetuissa elektronisissa laitteissa. Sen alhainen kaasunmuodostus ja kovia olosuhteita kestävä suorituskyky mahdollistavat sopeutumisen avaruuden ja taistelukentän monimutkaisiin olosuhteisiin.

Autoteollisuuden elektroniikka:

Sitä käytetään autotutkassa, ajoneuvon 5G-viestintämoduleissa ja uusien energioiden ajoneuvojen tehonsäätöjärjestelmissä, ja se kestää ajoneuvon korkean lämpötilan ja voimakkaan värähtelyn aiheuttamat työolosuhteet.

Testaus- ja mittauslaitteet:

Sitä käytetään korkeataajuusgeneraattoreissa, vektoriverkkoanalyysaattoreissa ja muissa tarkkuuslaitteissa, mikä takaa mittausten tarkkuuden ja stabiiliuden.

Koska rogers-piirilevyn ja perinteisten FR-4-piirilevyjen välillä on merkittäviä eroja substraattiominaisuuksissa, valmistusprosessia on hallittava kohdennetusti prosessin yksityiskohdissa. Huomioitavat keskeiset seikat ovat seuraavat:

Substraatin käsittely ja varastointi

· Säilytysolosuhteet:

Rogersin perusmateriaalit (erityisesti PTFE-perusmateriaalit) imevät kosteutta helposti ja niitä tulisi säilyttää vakion lämpötilan ja kosteuden ympäristössä. Jos niitä ei käytetä heti avauksen jälkeen, ne tulee pakata tyhjiöön ja tiivistää estämään kostean imeytyminen, joka saattaa aiheuttaa kuplia ja kerrosten irtoamista hitsauksen aikana.

· Perusmateriaalin leikkaus:

Leikkausta varten tulisi käyttää erikoisporatera teräviä, jotta vältetään perusmateriaalin reunan halkeilu. Leikkauksen jälkeen reunusta tulisi poistaa jäännösroska, jotta vältetään naarmutus levyn pintaa seuraavissa käsittelyvaiheissa.

· Pintasiivous:

Älä käytä voimakkaita syövyttäviä puhdistusaineita substraatin pinnalla. Isopropyylialkoholia suositellaan rasvasta tai pölystä puhdistamiseen, jotta vältetään saastuminen, joka saattaa heikentää kuparin kerros.

Poraus- ja muovausprosessi

· Porausparametrit:

PTFE-pohjainen Rogers-materiaali on kovaa ja sillä on huono lämmönjohtavuus. Porattaessa tulisi käyttää timanttikäsiteltyjä poranteriä. Vähennä kierroslukua, lisää syöttönopeutta ja samalla paranna jäähdytystä estääkseen poranterän kulumista tai perusmateriaalin ablaatiota. Aluoksiditäytteisille alustalle on vältettävä mikrohalkeamien muodostumista poraaminen. Vaiheittainen porausmenetelmä voidaan ottaa käyttöön.

· Reunankäsittely:

Porauksen jälkeen on suoritettava plasma-puhdistus tai kemiallinen syövytys poistaakseen jäännösroska rei'än seinämiltä varmistaen metallisoinnin adheesiota rei'än seinämille.

Vältä liiallista syövytystä, joka voi aiheuttaa karkeat reiänseinämät ja vaikuttaa pinnoitteen yhtenäisyyteen.

· Muotoilu:

Käytetään CNC-tarkkuuskaiverrusta tai laserleikkausta estämään tyhjennys. Leikkaamisen jälkeen reunojen on oltava hiotut poistamaan kiilat.

Metallointi ja sähkökäsittely

· Kuparipinnoituksen esikäsittely:

Rogers-alustan pinta on erittäin inertti (erityisesti PTFE), joten pintaa on lisättävä erityisellä karheutusmenetelmällä kasvattamalla pintaa substraatin karheus ja parantaa kuplipinnoitteen adheesiota. Vältä liiallista karhentamista, joka saattaa vahingoittaa substraatin pintaa.

· Sähkökuplimuotin parametrit:

Kuplipinnoitettaessa virtatiheyden tulee olla alhaisempi (15 % matalampi kuin FR-4:ssä), pinnoitusaika tulisi pidentää ja pinnoitteen tulee olla yhtenäinen. Paksun kuplin suunnittelussa (≥2 unssia) tulisi käyttää segmentoittua sähkökuplimuotia, jotta vältetään epätasainen pinnoitteen paksuus tai neulareikät.

· Pinnoitteen tarkastus:

Tarkastuksessa keskitytään rei'ityksen seinämän pinnoitteen peittävyyteen ja adheesioon. PTFE-pohjaisten Rogers-piirilevyjen rei'ityksen seinämän pinnoitteen adheesion tulisi olla ≥1,5 N/mm estääkseen pinnoitteen irtoamisen myöhempää käyttöä varten.

Syövytys ja piirirakenteen valmistus

· Syövytysliuoksen valinta:

Käytä happamia syövytysliuoksia (kuten kuparikloridijärjestelmä) välttääksesi emäksisten syövytysliuosten aiheuttamaa korroosiota Rogers-alustoihin (joillakin keraamisilla täyteaineilla varustetuilla alustoilla on heikko emäksinen kestävyys); Syövytyksen aikana lämpötila (25–30 °C) ja syövytysnopeus on tarkasti valvottava, jotta ei tapahdu liiallista sivusuuntaista syövytystä, mikä voisi johtaa piirin tarkkuuden alenemiseen.

· Linjankorjaus:

Aseta etch-korvausmäärä etukäteen perustyyppiä mukaan, jotta lopullinen linjaleveys täyttää suunnittelun vaatimukset; Hienoille linjoille (linjaleveys < 0,1 mm) tulisi käyttää korkean tarkkuuden altistuslaitteistoa välttääkseen katkenneita linjoja tai oikosulkuja.

Pinnan peittäminen juotesuojalla ja pintakäsittely

· Juotesuojain muovin yhteensopivuus:

Valitse korkeaa lämpötilaa kestävä juotosuojamaalin muste (Tg > 150 ℃), joka on yhteensopiva Rogers-alustan kanssa estääksesi musteen irtoamisen huonon adheesion vuoksi alustaan. Juotosuojamaalin tulostuksen aikana raaputuspaine tulee vähentää estääkseen musteen tunkeutumisen piirin rakojen kautta.

· Kovetusprosessi:

Juotosuojamaalin kovetusta lämpötilaa tulee nostaa asteittain (vähitellen 80 ℃:sta 150 ℃:een), jotta vältetään alustan muodonmuutokset äkillisen lämpötilannousun vuoksi. Kovetusaika on 10–20 % pidempi kuin FR-4:lle taatakseen musteen täydellisen kovettumisen.

· Pinnankäsittelyn valinta:

Suosita kultapinnoitetta (ENIG) tai tinnipinnoitetta, älä käytä kuuma-ilman tasauksetta (HASL) – korkea lämpötila voi aiheuttaa Rogers-alustan taipumista, ja PTFE-perustaiset materiaalit kestävät rajoitetusti lämpöä .

Laminointiprosessi

· Laminoitamisparametrit:

Aseta laminoitumislämpötila, -paine ja -aika substraatin tyypin mukaan välttääksesi substraatin hajoamista liian korkeasta lämpötilasta tai kerrosten erkaantumista epätasaisen paineen vuoksi.

· Liima-poisto käsittely:

Ennen laminoitumista esikovettu levy (PP) tulee esilämmitellä 100 °C:seen 30 minuutiksi poistamaan haihtuvat aineet ja estämään kuplien muodostuminen laminoitumisen aikana. Rogers-substraatin ja PP:n yhdistelmässä tulee olla yhteensopiva lämpölaajenemiskerroin vähentääkseen vääntymistä laminoitumisen jälkeen.

· Tasomaisuuden säätö:

Kun monikerroksinen Rogers-PIR on laminoitu, se tulee puristaa kylmänä ja asettaa. Jäähdytysnopeutta tulisi hallita 5 °C/min, jotta liiallinen lämpötilaero ei aiheuttaisi levyn pinnan vääntymistä (vääntymisaste suoja olla ≤0,3 %).

Testaus ja laadunvalvonta

· Sähköisten ominaisuuksien testaus:

Keskity linjan impedanssin, vaimennuksen ja seisovan aallon suhteen tarkastukseen. Käytä verkkonalyysaattoria suorittamaan koko suunnitellun taajuuskaistan testaus varmistaaksesi, että korkeataajuusominaisuudet täyttävät normit.

· Luotettavuustestaus:

Suorita lämpötilan vaihtelutestit ja kostean lämmön testit tarkistaaksesi sidontavakautta substraatin ja kuparikerroksen välillä sekä juotteen peittokerroksessa estääksesi ympäristön vanhenemisen aiheuttamat vioittumiset.

· Ulkonäön tarkastus:

Tarkista piirilevyn pinnasta halkeamia, kerrosten irtoamista, kuplia, piirien sileitä reunoja ja reikien seinämien piikkejä varmistaaksesi, ettei ole näkyviä ulkonäkövirheitä.