로저스 PCB

로저스 PCB란 무엇인가?

로저스 PCB rogers Corporation이라는 미국의 첨단 소재 및 기술 기업이 생산하는 특수 라미네이트 재료를 사용해 제조된 고성능 인쇄 회로 기판을 의미한다. 일반적인 FR-4와는 달리 에폭시 수지와 유리 섬유로 만들어진 PCB와 달리, 주로 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 세라믹 충전 복합재 또는 탄화수소 혼합물을 채택한다. 고주파 및 고속 전자 응용 분야에 특히 적합하며 관련 분야에서 벤치마크로 알려져 있다. 다음은 자세한 소개이다.

핵심 소재 시리즈

탁월한 성능 장점

낮은 신호 손실:

해당 소재는 낮은 손실 인자를 가지며, 2GHz 이상의 주파수에서 신호를 전송할 때 기존 FR-4 PCB에 비해 손실이 훨씬 낮아 신호 무결성을 효과적으로 보장한다.

안정적인 유전 특성:

유전율은 온도와 주파수의 넓은 범위에서 안정성을 유지한다. 이를 통해 임피던스 정합 및 전송선로와 같은 회로를 정확하게 설계할 수 있다.

강력한 환경 적응성:

시리즈 내 많은 재료는 낮은 수분 흡수율을 가지며, 고습도 환경에서도 안정적인 작동이 가능하다. 한편, 이들은 높은 유리 전이 온도(일반적으로 280°C 이상)와 우수한 열 안정성을 가지며 극한의 온도 변화를 견딜 수 있다.

주요 적용 분야

통신:

5G 기지국 RF 모듈, 밀리미터파 안테나 및 위성 통신 장비의 핵심 소재로, 통신 시스템의 저손실 및 고속 신호 전송 요구를 충족시킨다.

항공우주 및 방위:

레이더 시스템, 미사일 유도 모듈 및 우주용 전자 장비에 적용되며, 낮은 탈기 성능과 열악한 환경에 대한 저항성으로 인해 우주 및 전장의 복잡한 조건에 적응할 수 있다.

자동차 전자 제품:

자동차 레이더, 차량용 5G 통신 모듈 및 전기차 전력 제어 시스템에 사용되며, 차량 내 고온 및 고진동 작동 환경을 견딜 수 있습니다.

시험 및 측정 장비:

고주파 신호 발생기, 벡터 네트워크 분석기 및 기타 정밀 기기에서 사용되며, 장비 측정의 정확성과 안정성을 보장합니다.

로저스 PCB 보드와 기존의 FR-4 PCB 사이에 기판 특성의 현격한 차이가 존재하므로, 제조 공정에서는 공정 세부 사항을 대상에 맞게 제어해야 합니다. 주의해야 할 핵심 사항은 다음과 같습니다.

기판 처리 및 보관

· 보관 조건:

Rogers 기판 소재(특히 PTFE 기판 소재)는 습기를 흡수하기 쉬우므로 일정한 온도와 습도의 환경에서 보관해야 합니다. 만약 납땜 중에 기포나 층간 박리가 발생하는 것을 막기 위함입니다.

· 기판 절단:

에지 균열을 방지하기 위해 절단 시 전용 경질 합금 공구를 사용하십시오. 절단 후에는 가장자리 잔여물을 제거하여 보드 표면이 긁히는 것을 방지해야 합니다.

· 표면 청소:

기판 표면에는 강한 부식성 세척제를 사용하지 마십시오. 오염물질 제거 시 이소프로필 알코올 사용을 권장하며, 기름때나 먼지를 닦아내어 구리의 접착력에 영향을 줄 수 있는 오염을 방지하십시오. 코팅을 적용하기 전에

드릴링 및 성형 공정

· 드릴링 파라미터:

PTFE 기반 Rogers 소재는 경도가 높고 열전도율이 낮기 때문에 드릴링 시 다이아몬드 코팅 드릴 비트를 선택해야 합니다. 회전 속도를 낮추고 급속 공급 속도를 증가시키면서 동시에 냉각을 강화하여 드릴 비트 마모나 기판 소재의 열적 손상을 방지해야 합니다. 질화알루미늄이 충진된 기판의 경우, 단계적으로 드릴링하는 방법을 채택할 수 있습니다.

· 홀 벽 처리:

드릴링 후에는 플라즈마 세척 또는 화학 에칭을 통해 홀 벽에 남아 있는 잔류 기판 물질을 제거하여 홀 벽의 도금 밀착성을 확보해야 합니다.

과도한 에칭을 피하여 구멍 벽면이 거칠어지거나 코팅의 균일성이 저하되는 것을 방지하십시오.

· 성형 공정:

블랭킹을 방지하기 위해 CNC 정밀 엔그레이빙 또는 레이저 절단을 채택합니다. 절단 후에는 모서리를 연마하여 버를 제거해야 합니다.

금속화 및 도금

· 도금 전처리:

로저스 기판의 표면은 매우 불활성이며(특히 PTFE), 표면 접착력을 높이기 위해 특수한 거칠게 처리하는 공정이 필요합니다. 기판 표면 손상을 유발할 수 있으므로 과도한 거칠기 처리는 피해야 합니다.

· 전기 도금 조건:

구리 전기 도금 시 전류 밀도를 낮춰야 하며(FR-4 대비 15% 낮음), 도금 시간을 연장하고 균일한 코팅을 유지해야 합니다. 두꺼운 구리 설계 (≥2oz)의 경우 구간별 도금 불균일한 코팅 두께나 핀홀을 방지하기 위해 채택되어야 합니다.

· 코팅 검사:

홀 벽면의 코팅 피복률과 부착력을 점검하는 데 중점을 두어야 합니다. PTFE 기반 로저스 PCB의 홀 벽면 코팅 부착력은 후속 사용 중 코팅 박리 방지를 위해 ≥1.5N/mm 이상이어야 합니다. 후속 사용 중.

에칭 및 회로 제작

· 에칭액 선택:

알칼리성 에칭액이 로저스 기판을 부식시키는 것을 방지하기 위해 산성 에칭액(예: 구리 염화물계)을 사용해야 합니다(일부 세라믹 충전 기판은 알카리 저항성이 낮음). 에칭 공정 중에는 온도 (25~30℃)와 에칭 속도를 엄격히 관리하여 과도한 사이드 에칭이 발생하지 않도록 해야 하며, 이는 회로 정밀도 저하를 초래할 수 있습니다.

· 선보상 보정:

기판 재료 유형에 따라 에칭 보정량을 미리 설정하여 최종 선폭이 설계 사양을 충족하도록 합니다. 미세 배선(선폭 < 0.1mm)의 경우 고정밀 노광 장비를 사용하여 배선 단절 또는 단락이 발생하지 않도록 하십시오.

납땜 마스크 및 표면 처리

· 납땜 마스크 잉크 호환성:

Rogers 기판과 호환되는 내열성 납땜 마스크 잉크(Tg > 150℃)를 선택하여 기판 부착력이 낮아 잉크가 벗겨지는 것을 방지하십시오. 납땜 마스크 인쇄 시에는 긁는 도구(scraper)의 압력을 낮추어 잉크가 회로 간격으로 침투하는 것을 방지해야 합니다. 회로 간격으로 잉크가 침투하는 것을 방지하기 위해 스크레이퍼의 압력을 낮춰야 합니다.

· 경화 공정:

기판의 변형을 방지하기 위해 납땜 마스크 경화 온도는 점진적으로 상승시켜야 합니다 (80℃에서 서서히 150℃까지 상승). 경화 시간은 FR-4 대비 10%에서 20% 더 길게 해야 합니다. 잉크의 완전한 경화를 보장하기 위해.

· 표면 처리 선택:

금 도금(ENIG) 또는 주석 도금을 우선적으로 사용하고, 핫에어 레벨링(HASL)은 피해야 합니다. 고온의 공기는 로저스 기판의 휨을 유발할 수 있으며, PTFE 기판 소재는 내열성이 제한적입니다. .

람네이션 공정

· 적층 공정 조건:

기판의 종류에 따라 적층 온도, 압력 및 시간을 설정하여 과도한 온도로 인한 기판 분해 또는 압력 불균형으로 인한 박리가 발생하지 않도록 해야 합니다.

· 접착제 제거 처리:

적층 전에 프리프레그(PP)는 휘발성 물질을 제거하고 적층 중 기포 형성을 방지하기 위해 100℃에서 30분간 프리베이크를 해야 합니다. 로저스 기판과 PP의 조합은 열팽창 계수를 일치시켜 적층 후 휨을 줄여야 합니다.

· 평탄도 제어:

다층 로저스 PCB를 라미네이트한 후에는 냉간 가압 및 설정 과정이 필요합니다. 냉각 속도는 5℃/분으로 제어하여 과도한 온도 차이로 인한 기판 표면의 휨을 방지해야 합니다(휨 정도 ≤0.3% 이하 여야 함).

시험 및 품질 관리

· 전기적 성능 시험:

선로 임피던스, 삽입 손실, 정재파비(SWR) 점검에 중점을 둡니다. 설계된 주파수 대역 내에서 네트워크 분석기를 사용하여 전 범위에 걸쳐 시험을 수행하여 고주파 성능이 기준.

· 신뢰성 시험:

열순환 시험 및 습열 시험을 실시하여 기판과 구리 층 사이 및 납 마스크 층의 접합 안정성을 검증하고 환경적 노화로 인한 고장을 방지합니다.

· 외관 검사:

기판 표면에 균열, 박리, 기포가 없는지, 회로의 모서리가 매끄러운지, 홀 벽에 버가 없는지 확인하여 명백한 외관 결함이 없는지 보장합니다.