Rogers PCB

Kaj je Rogers PCB?

Rogers PCB se nanaša na visoko zmogljivo tiskano vezje, izdelano z uporabo specializiranih laminatnih materialov, ki jih proizvaja podjetje Rogers Corporation, ameriško podjetje za napredne materiale in tehnologijo. Za razliko od običajnih FR-4 Tiskanih vezij, ki so izdelana iz epoksidnega smola in steklenih vlaken, se v njem uporabljajo predvsem materiali, kot so politetrafluoroetilen (PTFE), keramično napolnjeni kompoziti ali ogljikovodikove zmesi. Zlasti je primeren za visokofrekvenčne in visokohitrostne elektronske aplikacije ter velja za referenco v povezanih področjih. Spodaj sledi podroben uvod:

Serija osnovnih materialov

Izjemne zmogljivostne prednosti

Nizka izguba signala:

Njegovi materiali imajo nizek faktor disipacije. Ko se signali prenašajo pri frekvencah nad 2 GHz, so izgube veliko nižje kot pri tradicionalnih FR-4 tiskanih vezjih, kar učinkovito zagotavlja integriteto signalov.

Stabilne dielektrične lastnosti:

Dielektrična konstanta ostaja stabilna v širokem območju temperatur in frekvenc. To omogoča inženirjem natančno načrtovanje vezij, kot so prilagoditev impedanc in prenosne linije.

Močna prilagodljivost okolju:

Številni materiali v tej seriji imajo nizek vsebnik vode, kar omogoča stabilen obratovanje v okoljih z visoko vlažnostjo. Hkrati imajo visoke temperature steklaste prehodnosti (splošno nad 280 °C) ter odlično toplotno stabilnost, ki lahko prenese ekstremne spremembe temperature.

Glavna področja uporabe

Telekomunikacije:

Gre za osnovni material za RF module 5G baznih postaj, milimetrsko valovne antene in opremo za satelitsko komunikacijo, ki izpolnjuje zahteve po nizkih izgubah in hitrem prenosu signalov v komunikacijskih sistemih.

Zračno in obrambno:

Uporablja se v radarjih, modulih za vodenje raket in elektronski opremi na kateri deluje v vesolju. Njegova nizka zmogljivost izhlapevanja in odpornost proti trdim okoljem omogočata prilagoditev kompleksnim pogoji v vesolju in na bojišču.

Avtomobilska elektronika:

Uporablja se v avtomobilskih radarjih, vozilskih modulih za 5G komunikacijo ter kontrolnih sistemih za napajanje vozil z novimi viri energije, ki prenesejo visokotemperaturno in visokovibracijsko delovno okolje v vozilih.

Preskusna in merilna instrumenta:

Uporablja se v generatorjih visokofrekvenčnih signalov, vektorskih analizatorjih omrežij in drugih točnostnih instrumentih, kar zagotavlja natančnost in stabilnost meritev instrumentov.

Zaradi pomembnih razlik v lastnostih podlag med ploščami rogers pcb in tradicionalnimi FR-4 ploščami je postopek izdelave potrebno ciljno nadzirati glede na posamezne procesne podrobnosti. Osnovne točke, ki jih je treba upoštevati, so naslednje:

Obdelava in shranjevanje podlage

· Pogoji shranjevanja:

Izhodiščni materiali Rogers (zlasti PTFE izhodiščni materiali) so nagnjeni k vpijanju vlage in jih je treba hraniti v okolju s konstantno temperaturo in vlažnostjo. Če · Rezanje osnovnega materiala:

uporabite namenska orodja iz trdega litja za rezanje, da preprečite razpoke na robovih osnovnega materiala (osnovni material PTFE ima slabo žilavost). Po rezanju je treba odstraniti ostankov z robov, da se prepreči poškodba površine plošče med nadaljnjim procesiranjem.

Uporabite specializirana trda litja za rezanje, da preprečite razpoke na robovih osnovnega materiala. Po rezanju je treba odstraniti ostankovje z robov, da se prepreči poškodbe zaradi zaščipanja površina plošče med nadaljnim obdelovanjem.

· Čiščenje površine:

Ne uporabljajte močnih korozivnih čistil na površini podlage. Izopropilni alkohol je priporočen za brisanje, da odstranite madeže olja ali prah in tako preprečite onesnaženje, ki bi lahko vplivalo na lepilno trdnost bakra plast.

Vrtanje in oblikovanje

· Parametri vrtanja:

PTFE osnovni materiali Rogers so visoke trdote in imajo slabo toplotno prevodnost. Pri vrtanju je treba uporabiti vrtake s pokritjem diamanta. Zmanjšajte vrtilno hitrost, povečajte hitrost pospeševanja in hkrati izboljšajte hlajenje, da preprečite obrabo vrtaka ali ablacijo osnovnega materiala. Pri podlagah, napolnjenih z aluminijevim nitridom, je potrebno izogibanje nastanku mikropraskov med vrtanjem. Lahko se uporabi postopno vrtanje.

· Obdelava stene luknje:

Po vrtanju je potrebno plazemsko čiščenje ali kemično etaliranje, da se odstranijo preostali ostanki podlage na steni luknje in zagotovi oprijem kovin na steni luknje.

Izogibajte se prekomernemu vrezovanju, ki lahko povzroči hrapave stene lukenj in vpliva na enakomernost prevleke.

· Oblikovanje:

Uporablja se CNC natančno graviranje ali lasersko rezanje, da se izogne blanking. Po rezanju je treba brušiti robove, da se odstrani burr.

Metalizacija in galvanska obdelava

· Predtretman za poniklanje bakra:

Površina podlage Rogers je zelo inertna (zlasti PTFE), zato je treba uporabiti posebne postopke grobljenja, da se poveča površina podlage in izboljša adhezija bakrenega sloja. Izogibajte se prekomernemu brušenju, ki bi lahko poškodovalo površino podlage.

· Parametri galvanske obdelave:

Pri galvanskem nanosu bakra je treba zmanjšati gostoto toka (za 15 % nižjo kot pri FR-4), podaljšati čas galvanske obdelave ter zagotoviti enakomeren premaz. Pri konstrukcijah z debelim bakerjem (≥2 oz) uporabite delno galvansko obdelavo je treba sprejeti, da se prepreči neenakomerna debelina prevleke ali nastanek pinhole-ov.

· Kontrola prevleke:

Osredotočite se na preverjanje pokritosti in oprijema prevleke na steni luknje. Oprijem prevleke na steni luknje pri PTFE-osnovnih tiskanih vezih Rogers mora biti ≥1,5 N/mm, da se prepreči odluščevanje prevleke med kasnejšo uporabo.

Tiskanje in izdelava vezij

· Izbira trosilnega sredstva:

Uporabite kisla trosilna sredstva (npr. sistem bakerjev klorid), da se izognete uporabi alkalnih trosilnih sredstev, ki bi lahko povzročila korozijo podlag Rogers (nekatere keramično napolnjene podlage imajo slabo odpornost proti alkalijem); Med postopkom trosjenja je treba strogo nadzorovati temperaturo (25 do 30 ℃) in hitrost trosjenja, da se prepreči prekomerno stransko trosjenje, ki bi lahko povzročilo zmanjšanje natančnosti vezja.

· Kompenzacija linij:

Vnaprej nastavite količino kompenzacije za iztiskovanje glede na vrsto osnovnega materiala, da zagotovite, da končna širina črte ustreza načrtovanemu zahtevam; Za fine črte (širina črte < 0,1 mm) je treba uporabiti visoko natančno opremo za izpostavljanje, da se izognete prelomljenim črtam ali kvarčnim vezem.

Lak proti zalitju in površinska obdelava

· Kompatibilnost laka proti zalitju:

Izberite trdni lak proti zalitju, odporen proti visoki temperaturi (Tg > 150 °C), ki je združljiv s podlagami Rogers, da preprečite odluščevanje barve zaradi slabega oprijema na podlagi. Pri tiskanju laka proti zalitju mora biti pritisk radlja zmanjšan, da preprečimo prodor barve v režo vezja.

· Postopek utrjevanja:

Temperaturo utrjevanja laka proti zalitju je treba postopoma povečevati (od 80 °C do 150 °C postopoma), da se izognemo deformaciji podlage zaradi nenadnega dviga temperature. Čas utrjevanja je za 10 % do 20 % daljši kot pri FR-4 za zagotovitev popolnega utrjevanja barvila.

· Izbira površinske obdelave:

Prednost dajte zlatemu prevlečenju (ENIG) ali prevlečenju s kositrom ter se izogibajte nanašanju s vročim zrakom (HASL) – vroči zrak pri visoki temperaturi lahko povzroči upogibanje podlage Rogers, PTFE podlage pa imajo omejeno odpornost na toploto .

Proces laminiranja

· Parametri laminacije:

Nastavite temperaturo, tlak in čas laminacije glede na vrsto podlage, da se izognete razgradnji podlage zaradi previsoke temperature ali odplastitvi zaradi neenakomernega tlaka.

· Obdelava odstranjevanja lepila:

Pred laminacijo je treba predhodno narezan list (PP) predogreti pri 100 ℃ za 30 minut, da se odstranijo hlapne snovi in prepreči nastajanje mehurčkov med laminacijo. Kombinacija podlage Rogers in PP mora imeti ujemanje koeficienta toplotnega raztezanja, da se zmanjša upogibanje po laminaciji.

· Nadzor ravnosti:

Po laminiranju večplastne Rogers plošče PCB je treba izvesti hladno stiskanje in nastavitev. Hitrost hlajenja je treba nadzorovati pri 5℃/min, da se izognemo preveliki temperaturni razliki, ki bi lahko povzročila upogibanje površine plošče (stopnja upogibanja mora biti ≤0,3%).

Preizkušanje in nadzor kakovosti

· Testiranje električnih lastnosti:

Osredotočite se na preverjanje impedancije vodnikov, izgube pri vstavljanju in koeficient stoječega valovanja. Uporabite analizator omrežja za celovito testiranje v zasnovanem frekvenčnem pasu, da zagotovite, da visokofrekvenčne lastnosti ustrezajo standardi.

· Testiranje zanesljivosti:

Izvedite teste toplotnega cikliranja in vlažnega toplote, da preverite stabilnost zlepkov med podlago in bakrenim slojem ter z zaščitnim slojem lemu, da preprečite okvare, povzročene s staranjem v okolju.

· Vizualni pregled:

Preverite površino plošče glede razpok, odlaminacije, mehurčkov, gladkih robov vezij ter ostružin na stenah lukenj, da zagotovite odsotnost očitnih napak na videz.