Rogers PCB

Kas ir Rogers PCB?

Rogers PCB attiecas uz augstas veiktspējas drukāto platīti, ko ražo, izmantojot speciālus lamināta materiālus, kurus ražo Rogers Corporation, amerikāņu uzņēmums, kas specializējas advanced materiālos un tehnoloģijās. Atšķirībā no parastajām FR-4 PCB, kuras izgatavotas no epoksīda sveķiem un stiklšķiedras, tā galvenokārt izmanto tādus materiālus kā politetrafluoretilēns (PTFE), keramikas pildījuma kompozītmateriāli vai ogļūdeņražu maisījumi. Tā īpaši piemērota augstfrekvences un augstas ātrdarbības elektronisko lietojumu jomām un tiek uzskatīta par standartu attiecīgajās nozarēs. Šeit ir detalizēts ievads:

Galvenais materiālu klāsts

Izcilas veiktspējas priekšrocības

Zema signāla zudums:

Tā materiāliem ir zems disipācijas faktors. Kad signāli tiek pārraidīti ar frekvencēm virs 2 GHz, zudumi ir daudz zemāki salīdzinājumā ar tradicionālajām FR-4 PCB, kas efektīvi nodrošina signāla integritāti.

Stabili dielektriskie raksturlielumi:

Dielektriskā konstante paliek stabila plašā temperatūru un frekvenču diapazonā. Tas ļauj inženieriem precīzi projektēt shēmas, piemēram, pretestības pielāgošanu un transmisijas līnijas.

Spēcīga vides pielāgojamība:

Daudzi tā sērijas materiāli uzrāda zemu mitruma uzsūkšanos, kas nodrošina stabilu darbību augstas mitruma vides apstākļos. Tikmēr tiem ir augstas stikla pārejas temperatūras (parasti virs 280 °C) un izcila termiskā stabilitāte, kas spēj izturēt ekstrēmas temperatūras svārstības.

Galvenās pielietošanas jomas

Telekomunikācijas:

Tas ir pamatmateriāls 5G bāzes staciju RF moduļiem, milimetru viļņu antenām un satelītu sakaru aprīkojumam, kas atbilst zema zuduma un augstas ātrums pārraides prasībām sakaru sistēmās.

Aerospaces un aizsardzības:

To izmanto radara sistēmās, raķešu vadības moduļos un kosmosa elektronikas iekārtās. Tā zemā iztvaikošanas veidošanās un izturība pret agresīvām vides ietekmēm ļauj pielāgoties sarežģītajiem apstākļiem kosmosā un kaujas laukā.

Automobiļu elektronika:

To izmanto automašīnu radaros, transportlīdzekļu 5G sakaru moduļos un jaunās enerģijas transportlīdzekļu enerģijas vadības sistēmās, kas spēj izturēt augstu temperatūru un lielu vibrāciju darba vidi transportlīdzekļos.

Testēšanas un mērīšanas instrumenti:

To izmanto augstfrekvences signālu ģeneratoros, vektoru tīkla analizatoros un citos precīzijas instrumentos, kas nodrošina mērījumu precizitāti un stabilitāti.

Sakarā ar ievērojamām atšķirībām starp rogers PCB plates un tradicionālo FR-4 PCB materiālu īpašībām, ražošanas procesam ir nepieciešama mērķtiecīga kontrole pār procesa detaļām. Galvenie aspekti, kas jāievēro:

Substrāta apstrāde un uzglabāšana

· Uzglabāšanas apstākļi:

Rogers pamatmateriāli (īpaši PTFE pamatmateriāli) ir pakļauti mitruma uzņemšanai un tāpēc tiem jābūt uzglabātiem pastāvīgā tempera un mitruma vidē. Ja pēc atvēršanas tie netiek izmantoti nekavējoties, tos jāiepakoj vakuumā un hermētiski, lai novērstu mitruma uzsūkšanos, kas var izraisīt burbuļveidošanos un slāņu atdalīšanos laikā, kad tiek veikta lodēšana.

· Pamata griešana:

Izmantojiet speciālos cietā sakausējuma rīkus griešanai, lai novērstu pamatmateriāla malu plaisāšanu. Pēc griešanas, jānotīra malu atkritumi, lai novērstu saskarē esošo materiālu plāksnes virsmā turpmākās apstrādes laikā.

· Virsmas tīrīšana:

Nedrīkst izmantot stiprus korozīvus tīrīšanas līdzekļus uz bāzes materiāla virsmas. Ieteicams izmantot izopropilspirtu, lai noslauktu eļļas traipus vai putekļus, izvairīties no piesārņojuma, kas var ietekmēt vara līmēšanas stiprumu slānis.

Urbšanas un formas veidošanas process

· Urbšanas parametri:

PTFE-bāzēti Rogers materiāli ir augstā cietībā un zemā termiskās vadāmībā. Urbējot, jāizmanto dimanta pārklāti urbumi. Samaziniet rotācijas ātrumu, palieliniet padeves ātrumu un vienlaikus uzlabojiet dzēsēšanu, lai novērstu urbuma nodilēšanu vai pamatmateriāla ablatāciju. Alumīnija nitrīta piepildītiem substrātiem ir nepieciešams novērst mikroplaisu veidošanos urbšana. Var pieņemt pakāpenisku urbšanas metodi.

· Urbuma sienas apstrāde:

Pēc urbēšanas, nepieciešama plazmas tīrīšana vai ķīmiskais ētēšana, lai noņemt palikušos substrāta atkritumus no caurules sienas, nodrošinot metālizācijas saistību ar caurules sienu.

Izvairieties no pārmērīga grauvēšanas, kas var izraisīt raupjas urbuma sienas un ietekmēt pārklājuma vienmērīgumu.

· Formas veidošana:

Izmanto CNC precīzās gravēšanas vai lāzerrezes metodi, lai izvairītos no apdari. Pēc griešanas malas jāapstrādā, lai noņemtu skaidas.

Metālizācija un elektrolītiskā pārklāšana

· Varšanas pārklājuma sagatavošana:

Rogers pamatnes virsma ir ļoti inerta (īpaši PTFE), tāpēc, lai palielinātu virsmu substrāta raupjumu un uzlabot vara pārklājuma saistīšanos. Izvairieties no pārmērīgas raupjināšanas, kas var izraisīt substrāta virsmas bojājumus.

· Elektrolītiskās pārklāšanas parametri:

Veicot vara elektrolītisko pārklāšanu, strāvas blīvums jāsamazina (par 15% zemāks nekā FR-4), elektrolītiskās pārklāšanas laiks jāpagarina un pārklājumam jābūt vienmērīgam. Biezāka vara dizainam (≥2 uncijas), jāizmanto posmos veikta elektrolītiskā pārklāšana lai novērstu nevienmērīgu pārklājuma biezumu vai caurumiņus.

· Pārklājuma pārbaude:

Jāpievērš uzmanība pārklājuma segumam un saistīšanās stiprumam caurumu sienās. PTFE bāzes Rogers PCB caurumu sienās pārklājuma saistīšanās stiprumam jābūt ≥1,5 N/mm, lai novērstu pārklājuma nolobīšanos turpmākā lietojumā.

Ārdīšana un shēmas izgatavošana

· Ārdīšanas šķīduma izvēle:

Izmantojiet skābainas ēdināšanas šķīdumus (piemēram, vara hlorīda sistēmu), lai izvairītos no sārmainu ēdināšanas šķīdumu izraisītas korozijas uz Rogers materiāla pamatnēm (dažiem keramikas pildītiem materiāliem raksturīga zema sārmu izturība); Ēdināšanas procesā (25 līdz 30 °C) un ēdināšanas ātrumu stingri jākontrolē, lai izvairītos no pārmērīgas sānu ēdināšanas, kas var novest pie precizitātes samazināšanās shēmā.

· Līnijas kompensācija:

Iepriekš iestatiet ēdināšanas kompensācijas daudzumu atkarībā no bāzes materiāla tipa, lai nodrošinātu, ka galīgais līnijas platums atbilst dizainam prasmēm; Smalkām līnijām (līnijas platums < 0,1 mm) jāizmanto augstas precizitātes ekspozīcijas aprīkojums, lai izvairītos no pārrāvumiem vai īssavienojumiem.

Lodēšanas maska un virsmas apstrāde

· Lodēšanas maskas tintes savietojamība:

Izvēlieties augstas temperatūras izturīgu lodēšanas maskas tinti (Tg > 150℃), kas savietojama ar Rogers pamatnēm, lai novērstu tās atdalīšanos no pamatnes dēļ sliktas saistības. Kad tiek drukāta lodēšanas maska, skrāpēja spiediens jāsamazina, lai novērstu tintes iesūkšanos shēmas spraugā.

· Caurināšanas process:

Lodēšanas maskas caurināšanas temperatūra jāpaaugstina pakāpeniski (no 80℃ līdz 150℃ pakāpeniski), lai izvairītos no pamatnes deformācijas, ko izraisa pēkšņs temperatūras pieaugums. Caurināšanas ilgums ir par 10% līdz 20% garāks nekā FR-4 materiālam lai nodrošinātu pilnīgu tintes caurināšanu.

· Virsmas apstrādes izvēle:

Dod prikšroku zelta pārklājumam (ENIG) vai cinka pārklājumam un izvairies no karstā gaisa līmeņa (HASL) — augstas temperatūras gaiss var izraisīt Rogers pamatnes izkropļojumus, un PTFE bāzes materiāliem ir ierobežota termorezistence .

Laminēšanas process

· Laminēšanas parametri:

Iestatiet laminēšanas temperatūru, spiedienu un laiku atbilstoši substrāta tipam, lai izvairītos no substrāta sadalīšanās pārāk augstas temperatūras dēļ vai atslāņošanās dēļ, kas izraisīta ar nesaderīgu spiedienu.

· Līmes noņemšanas apstrāde:

Pirms laminēšanas priekšlaminēto plāksni (PP) jāapstrādā 100 °C temperatūrā 30 minūtes, lai noņemtu gāzveida vielas un novērstu burbuļu veidošanos laminēšanas laikā. Rogers substrāta un PP kombinācijai jābūt saskaņotai ar termiskās izplešanās koeficientu, lai samazinātu izkropļojumus pēc laminēšanas.

· Plakstuma kontrole:

Pēc daudzslāņu Rogers PCB laminēšanas to nepieciešams dzesēt zem spiediena. Dzesēšanas ātrumam jābūt 5 °C/min, lai izvairītos no pārmērīgas temperatūras starpības, kas izraisa plates virsmas izkropļojumu (izkropļojuma pakāpe jābūt ≤0,3%).

Testēšana un kvalitātes kontrole

· Elektrisko parametru testēšana:

Koncentrējieties uz līnijas pretestības, ievietošanas zuduma un stāvošā viļņa attiecības pārbaudi. Izmantojiet tīkla analizatoru, lai veiktu pilna diapazona testēšanu projektētajā frekvences joslā, lai nodrošinātu, ka augstfrekvences veiktspēja atbilst standarti.

· Uzticamības testēšana:

Veiciet termo cikliskos testus un mitruma siltuma testus, lai pārbaudītu saistības stabilitāti starp pamatni un vara slāni, kā arī lodpārklājuma slāni, lai novērstu bojājumus, ko izraisa vides novecošanās.

· Vizuālā pārbaude:

Pārbaudiet plates virsmu, vai tajā nav plaisu, slāņošanās, burbuļu, aprites gludām malām un skaidrām caurumu sienām, lai nodrošinātu, ka nav redzamu ārēju defektu.