Rogers PCB

Wat is Rogers PCB?

Rogers PCB verwijst naar een hoogwaardige printplaat die is vervaardigd met behulp van gespecialiseerde laminaatmaterialen geproduceerd door Rogers Corporation, een Amerikaans bedrijf op het gebied van geavanceerde materialen en technologie. In tegenstelling tot conventionele FR-4 Printplaten, die zijn gemaakt van epoxyhars en glasvezel, gebruikt het voornamelijk materialen zoals polytetrafluoretheen (PTFE), keramisch gevulde composieten of koolwaterstofmengsels. Het is bijzonder geschikt voor hoogfrequente en hoge-snelheid elektronische toepassingen en staat bekend als de maatstaf in gerelateerde vakgebieden. Hieronder volgt een gedetailleerde introductie:

Kernmateriaalreeks

Uitstekende Prestatievoordelen

Lage signaalverliezen:

De materialen hebben een lage dempingsfactor. Wanneer signalen worden overgedragen bij frequenties boven 2 GHz, zijn de verliezen veel lager dan die van traditionele FR-4-printplaten, wat effectief de signalintegriteit waarborgt.

Stabiele diëlektrische eigenschappen:

De diëlektrische constante blijft stabiel binnen een breed bereik van temperatuur en frequentie. Dit stelt ingenieurs in staat om circuits nauwkeurig te ontwerpen, zoals impedantieaanpassing en transmissielijnen.

Sterke Milieuanpassingsvermogen:

Veel materialen uit de serie hebben een lage wateropname, waardoor stabiele werking mogelijk is in vochtige omgevingen. Tegelijkertijd hebben ze hoge glastovertemperaturen (over het algemeen boven 280 °C) en uitstekende thermische stabiliteit, die extreme temperatuurschommelingen kan verdragen.

Belangrijkste toepassingsgebieden

Telecommunicatie:

Het is een basismateriaal voor RF-modules van 5G-basisstations, millimetergolfantennes en satellietcommunicatieapparatuur, wat voldoet aan de eisen voor signaaltransmissie met lage verliezen en hoge snelheid in communicatiesystemen.

Lucht- en ruimtevaart en defensie:

Het wordt toegepast in radarsystemen, geleidingsmodules voor raketten en ruimtevaartelektronica. De lage uitgassing en weerstand tegen extreme omgevingen stellen het in staat zich aan te passen aan de complexe omstandigheden in de ruimte en op het slagveld.

Automotive elektronica:

Het wordt gebruikt in automotive radar, voertuiggemonteerde 5G-communicatiemodules en sturingssystemen voor elektrische energie in nieuwe energievoertuigen, en kan de hoge temperaturen en trillingen in voertuigomgevingen weerstaan.

Test- en meetapparatuur:

Het wordt gebruikt in hoogfrequente signaalgeneratoren, vectornetwerkanalysatoren en andere precisie-instrumenten, waardoor de nauwkeurigheid en stabiliteit van de metingen wordt gewaarborgd.

Vanwege de aanzienlijke verschillen in substraatkenmerken tussen Rogers-printplaten en traditionele FR-4-printplaten, vereist het productieproces een gerichte controle van procesdetails. De belangrijkste aandachtspunten zijn als volgt:

Substraatbehandeling en -opslag

· Opslagomstandigheden:

Rogers basismaterialen (met name PTFE-basismaterialen) zijn gevoelig voor vochtabsorptie en moeten worden opgeslagen in een omgeving met constante temperatuur en vochtgehalte. Indien niet direct na opening gebruikt, moeten zij vacuüm verpakt en afgesloten worden om vochtabsorptie te voorkomen, wat tijdens solderen kan leiden tot luchtbellen en delaminatie.

· Snijden van het grondmateriaal:

Gebruik speciale hardmetalen gereedschappen voor snijden om voorkantbreuk van het basismateriaal te voorkomen. Na het snijden moet het randafval worden opgeruimd om krassen op het board surface during subsequent processing.

· Oppervlaktereiniging:

Gebruik geen sterke corrosieve reinigingsmiddelen op het oppervlak van het substraat. Isopropylalcohol is de voorkeur bij het afvegen om olievlekken of stof te verwijderen, om verontreiniging te voorkomen die de hechtingskracht van het koper kan beïnvloeden laag aanbrengt.

Boor- en vormproces

· Boorparameters:

PTFE-gebaseerd Rogers materiaal heeft een hoge hardheid en slechte warmtegeleiding. Bij boren moeten diamantgelaagde boorkoppen worden geselecteerd. Verminder het toerental, verhoog de voedersnelheid, en zorg tegelijkertijd voor verbeterde koeling om slijtage van de boorkop of ablatie van het basismateriaal te voorkomen. Voor substraten gevuld met aluminiumnitride, is het noodzakelijk om de vorming van microscheurtjes tijdens boren. Er kan een stapsgewijze boormethode worden toegepast.

· Behandeling van de gatwand:

Na het boren is plasma-reiniging of chemisch etsen vereist om resterend substraatafval van de borenwand te verwijderen, zodat de hechting van metallisatie op de borenwand gewaarborgd is.

Vermijd overdreven etsen dat ruwe gatwanden kan veroorzaken en de uniformiteit van de coating kan beïnvloeden.

· Vormgeving:

Er wordt gebruikgemaakt van CNC-precisiegravure of lasersnijden om het ponsen te vermijden. Na het snijden moeten de randen worden geslepen om aanhoudende zaagsel te verwijderen.

Metallisatie en galvaniseren

· Voorbehandeling koperplateren:

Het oppervlak van de Rogers-substraat is zeer inert (met name PTFE), dus er moeten speciale ruwingsprocessen worden toegepast om het oppervlak te vergroten vermijd overdreven vergruwing die schade aan het substraatoppervlak kan veroorzaken.

· Galvaniseerparameters:

Bij het koperplateren moet de stroomdichtheid worden verlaagd (15% lager dan bij FR-4), de platingtijd verlengd worden en de coating gelijkmatig zijn. Bij ontwerpen met dik koper (≥2 oz), gefaseerd plateren moet worden toegepast om een ongelijke laagdikte of gaatjes te voorkomen.

· Coatinginspectie:

Richt zich op het controleren van de bedekking en hechting van de coating op de gatwand. De hechting van de coating op de gatwand van op PTFE gebaseerde Rogers-printplaten dient ≥1,5 N/mm te zijn om het afschilferen van de coating tijdens latere gebruik te voorkomen.

Etsen en fabricage van de bedrading

· Keuze van etsvloeistof:

Gebruik zure etsvloeistoffen (zoals koperchloridesysteem) om alkalische etsvloeistoffen te vermijden die Rogers-substraten kunnen aantasten (sommige keramisch gevulde substraten hebben een slechte alkalibestendigheid); Tijdens het etsproces moeten de temperatuur (25 tot 30℃) en de tsnelheid strikt worden gecontroleerd om overmatig zijdelings etsen te voorkomen, wat kan leiden tot een verlies aan nauwkeurigheid van de bedrading.

· Lijncompensatie:

Stel de etchecompen-satiehoeveelheid vooraf in op basis van het basismateriaaltype om te garanderen dat de uiteindelijke lijnbreedte voldoet aan het ontwerp vereisten; Voor fijne lijnen (lijnbreedte < 0,1 mm) dient hoogwaardige belichtingsapparatuur te worden gebruikt om onderbrekingen of kortsluitingen te voorkomen.

Soldeermasker en oppervlaktebehandeling

· Compatibiliteit soldeermaskerinkt:

Kies soldeermaskerinkt die bestand is tegen hoge temperaturen (Tg > 150℃) en compatibel is met Rogers-substraten, om te voorkomen dat de inkt loslaat door slechte hechting aan het substraat. Bij het aanbrengen van het soldeermasker dient de druk van de rubberrol worden verlaagd om te voorkomen dat inkt in de openingen van de bedrading doordringt.

· Uithardingsproces:

De uithardtemperatuur voor het soldeermasker dient trapsgewijs te worden verhoogd (van 80℃ naar 150℃ geleidelijk) om vervorming van het substraat te voorkomen door plotselinge temperatuurstijging. De uithardtijd is 10% tot 20% langer dan die van FR-4 om een volledige uitharding van de inkt te garanderen.

· Keuze van oppervlaktebehandeling:

Geef de voorkeur aan goudplating (ENIG) of tinplating, en vermijd luchtnivellering (HASL) - de hoge-temperatuurlucht kan de Rogers-substraat doen verdraaien, en PTFE-basismaterialen hebben beperkte hittebestendigheid .

Laminatieproces

· Lamineerparameters:

Stel de lamellentemperatuur, -druk en -tijd in op basis van het type substraat om decompositie van het substraat door te hoge temperatuur of ontlapping door ongelijke druk te voorkomen.

· Ontvettingsbehandeling:

Vóór het lamineren moet het voorgehardde blad (PP) 30 minuten voorverwarmd worden op 100℃ om vluchtige stoffen te verwijderen en het ontstaan van bellen tijdens het lamineren te voorkomen. De combinatie van Rogers-substraat en PP moet overeenkomen met de uitzettingscoëfficiënt van warmte om vervorming na het lamineren te verminderen.

· Vlakheidbeheersing:

Nadat de meervoudige laag Rogers PCB is gelamineerd, moet deze gekoeld en vastgezet worden. De koelsnelheid dient te worden geregeld op 5℃/min om een te groot temperatuurverschil te voorkomen dat vervorming van het plaatoppervlak veroorzaakt (de vervormingsgraad moet ≤0,3% zijn).

Testen en Kwaliteitscontrole

· Elektrische prestatietest:

Richt zich op het controleren van de lijnimpedantie, inbrengverlies en staande golfverhouding. Gebruik een netwerkanalyzer om volledig bereiktesten uit te voeren binnen het ontworpen frequentiebereik om ervoor te zorgen dat de hoogfrequente prestaties voldoen aan de standaarden.

· Betrouwbaarheidstest:

Voer thermische cyclustests en vochtige warmtetests uit om de hechtingsstabiliteit tussen de substraatlaag en de koperlaag, evenals de soldeermaskerlaag, te verifiëren, om uitval door milieuveroudering te voorkomen.

· Uiterlijkinspectie:

Controleer het plaatoppervlak op scheuren, delaminatie, bellen, gladde randen van de circuits en bramen op de wanden van de gaten om ervoor te zorgen dat er geen duidelijke uiterlijke gebreken zijn.