Rogers PCB

Ano ang Rogers PCB?

Rogers PCB tumutukoy sa isang mataas na pagganap na printed circuit board na ginawa gamit ang mga espesyalisadong laminate material na gawa ng Rogers Corporation, isang Amerikanong kumpanya ng advanced materials at teknolohiya. Hindi tulad ng karaniwang FR-4 Mga PCB na gawa sa epoxy resin at glass fiber, ito ay pangunahing gumagamit ng mga materyales tulad ng polytetrafluoroethylene (PTFE), ceramic-filled composites, o hydrocarbon blends. Angkop ito para sa mataas na dalas at mabilis na mga elektronikong aplikasyon at kilala bilang pamantayan sa kaugnay na larangan. Narito ang detalyadong introduksyon:

Serye ng Core Material

Nakakabanggit na mga Kalakhan ng Pagganap

Mababang Signal Loss:

Ang mga materyales nito ay may mababang dissipation factor. Kapag ang mga signal ay ipinapadala sa mga frequency na nasa itaas ng 2GHz, ang loss ay mas mababa kumpara sa tradisyonal na FR-4 PCBs, na epektibong nagagarantiya sa signal integrity.

Matatag na Mga Katangian ng Dielectric:

Nanatiling matatag ang dielectric constant sa loob ng malawak na saklaw ng temperatura at dalas. Nito'y nagbibigay-daan sa mga inhinyero na tumpak na magdisenyo ng mga circuit tulad ng impedance matching at transmission lines.

Malakas na Kabalaghan sa Kapaligiran:

Maraming materyales sa kanilang serye ay may mababang pagsipsip ng tubig, na nagpapahintulot sa matatag na operasyon sa mga kapaligiran na may mataas na kahalumigmigan. Samantala, ang kanilang mataas na glass transition temperatures (karaniwang nasa itaas ng 280°C) at mahusay na thermal stability, na kayang tiisin ang matinding pagbabago ng temperatura.

Pangunahing Larangan ng Aplikasyon

Telekomunikasyon:

Ito ang pangunahing materyal para sa mga RF module ng 5G base station, millimeter-wave antennas, at satellite communication equipment, na tugon sa pangangailangan ng mababang pagkawala at mataas na bilis na paghahatid ng signal sa mga sistema ng komunikasyon.

Aerospace at Depensa:

Ito ay ginagamit sa mga radar system, missile guidance module, at space-borne electronic equipment. Ang kanilang mababang outgassing performance at pagtutol sa masasamang kapaligiran ay kayang umangkop sa kumplikadong kondisyon sa kalawakan at labanan.

Elektroniks ng Sasakyan:

Ginagamit ito sa automotive radar, vehicle-mounted 5G communication modules, at mga sistema ng kontrol sa kuryente ng bagong enerhiya na sasakyan, na kayang tumagal sa mataas na temperatura at mataas na pag-vibrate na kapaligiran sa loob ng sasakyan.

Mga Instrumento sa Pagsusuri at Pagtukoy:

Ginagamit ito sa mga high-frequency signal generator, vector network analyzer, at iba pang mga precision instrument, na nagsisiguro sa katumpakan at katatagan ng mga pagsukat ng instrumento.

Dahil sa mga malaking pagkakaiba sa mga katangian ng substrate sa pagitan ng rogers pcb board at tradisyonal na FR-4 PCBS, kailangan ng masusing kontrol sa detalye ng proseso sa pagmamanupaktura. Ang mga pangunahing punto na dapat tandaan ay ang mga sumusunod:

Paghahanda at imbakan ng substrate

· Mga kondisyon sa pag-iimbak:

Ang mga base material na Rogers (lalo na ang mga PTFE base material) ay madaling mag-absorb ng moisture at dapat itago sa lugar na may pare-parehong temperatura at antas ng kahalumigmigan. Kung hindi agad gagamitin pagkatapos buksan, dapat itong i-pack sa vacuum at selyohan upang maiwasan ang pagsipsip ng kahalumigmigan, na maaaring magdulot ng mga bula at pagkakahiwalay ng mga layer sa panahon ng pagwelding.

· Pagputol ng base material:

Gamitin ang mga espesyal na matitibay na karbida na kasangkapan sa pagputol upang maiwasan ang pagkabasag ng gilid ng base material. Matapos putulin, dapat linisin ang mga natirang debris sa gilid upang maiwasan ang pagguhit sa ibabaw ng board sa susunod na proseso.

· Paglilinis ng ibabaw:

Huwag gumamit ng matitinding nakakalason na pampalinis sa ibabaw ng substrate. Inirerekomenda ang isopropil alkohol sa pagpapahid upang alisin ang mga mantsa ng langis o alikabok, upang maiwasan ang kontaminasyon na maaaring makaapekto sa lakas ng pagkakadikit ng tanso layer.

Proseso ng pagbuo at pagbuhol

· Mga parameter sa pagbuhol:

Ang PTFE-based na material na Rogers ay may mataas na katigasan at mahinang thermal conductivity. Sa pagbuo ng butas, dapat gamitin ang drill bit na may patong na diamond. Bawasan ang bilis ng pag-ikot, dagdagan ang bilis ng pag-feed, at sabay na palakasin ang paglamig upang maiwasan ang pagsusuot o pagkasira ng base material. Para sa mga substrate na puno ng aluminum nitride, kinakailangang iwasan ang pagkabuo ng micro-cracks habang nagbubuhol. Maaaring gamitin ang paraang paulit-ulit na pagbuhol (step-by-step drilling method).

· Pagtrato sa pader ng butas:

Matapos ang pagkuha, kailangan ang plasma cleaning o chemical etching upang alisin ang natirang debris sa pader ng butas, tinitiyak ang sapat na pandikit ng metal sa loob ng pader ng butas.

Iwasan ang labis na pag-etch na maaaring magdulot ng magaspang na panig ng butas at makaapekto sa pagkakapare-pareho ng patong.

· Pagbuo ng hugis:

Ginagamit ang CNC precision engraving o laser cutting upang maiwasan ang blanking. Matapos putulin, kailangang ipagpatong ang mga gilid upang alisin ang burrs.

Metalisasyon at elektroplating

· Paunang paggamot sa pagpapalitaw ng tanso:

Ang ibabaw ng Rogers substrate ay lubhang inert (lalo na ang PTFE), kaya kailangan gumamit ng espesyal na proseso ng pagpapakintab upang madagdagan ang surface iwasan ang labis na paggaspang na maaaring magdulot ng pagkasira sa ibabaw ng substrate.

· Mga parameter ng elektroplating:

Sa pagpapalitaw ng tanso, kailangang bawasan ang density ng kuryente (15% na mas mababa kaysa sa FR-4), dapat pahabain ang oras ng elektroplating, at dapat pare-pareho ang patong. Para sa mga disenyo ng makapal na tanso (≥2oz), segmented electroplating dapat ipatupad upang maiwasan ang hindi pare-parehong kapal ng patong o mga butas na tulad ng pin.

· Pagsusuri sa patong:

Bigyang-pansin ang pagsusuri sa saklaw at pandikit ng patong sa pader ng butas. Ang pandikit ng patong sa pader ng butas ng mga PTFE-based Rogers PCB ay dapat na ≥1.5N/mm upang maiwasan ang pagkakalag ng patong habang ginagamit sa susunod na paggamit.

Pag-etsa at paggawa ng sirkito

· Pagpili ng solusyon sa pag-etsa:

Gumamit ng acidic etching solutions (tulad ng copper chloride system) upang maiwasan ang pagkasira ng alkaline etching solutions sa Rogers substrates (ang ilang ceramic-filled substrates ay mahina laban sa alkali); Habang nag-etsa, ang temperatura (25 hanggang 30℃) at bilis ng pag-etsa ay mahigpit na dapat kontrolado upang maiwasan ang labis na side etching, na maaaring magdulot ng pagbaba sa katumpakan ng sirkito.

· Kompensasyon sa linya:

Itakda nang maaga ang halaga ng etching compensation ayon sa uri ng base material upang matiyak na ang huling lapad ng linya ay sumusunod sa disenyo mga kinakailangan; Para sa manipis na linya (lapad ng linya < 0.1mm), dapat gamitin ang high-precision exposure equipment upang maiwasan ang putol o maikling circuit.

Solder mask at surface treatment

· Katugma ng solder mask ink:

Pumili ng solder mask ink na may mataas na resistensya sa init (Tg > 150℃) na tugma sa Rogers substrates upang maiwasan ang pagkakalag ng ink dahil sa mahinang pandikit sa substrate. Habang pinapaimprenta ang solder mask, dapat bawasan ang presyon ng scraper upang maiwasan ang pagpasok ng ink sa puwang ng circuit.

· Proseso ng pagpapatigas:

Dapat palakihin nang paunti-unti ang temperatura ng pagpapatigas ng solder mask (mula 80℃ patungong 150℃ nang dahan-dahan) upang maiwasan ang pagbaluktot ng substrate dulot ng biglang pagtaas ng temperatura. Ang tagal ng pagpapatigas ay 10% hanggang 20% nang mas mahaba kaysa sa FR-4 upang matiyak ang buong pagkakatuyo ng tinta.

· Pagpili ng surface treatment:

Unahin ang pagpapatingkad ng ginto (ENIG) o pagpapatingkad ng timbang, at iwasan ang hot air leveling (HASL) - maaaring magdulot ng pagbaluktot ng Rogers substrate ang mainit na hangin na may mataas na temperatura, at limitado ang resistensya sa init ng mga PTFE base material .

Proseso ng Lamination

· Mga parameter ng lamination:

Itakda ang temperatura, presyon, at oras ng lamination ayon sa uri ng substrate upang maiwasan ang pagkasira ng substrate dahil sa sobrang init o pagkakahiwalay ng mga layer dahil sa hindi pantay na presyon.

· Pag-alis ng adhesive:

Bago ang lamination, kailangang paunlan ang precured sheet (PP) sa 100℃ nang 30 minuto upang alisin ang mga volatile na sangkap at maiwasan ang pagkabuo ng mga bula habang nasa lamination. Ang pagsasama ng Rogers substrate at PP ay dapat magkatugma sa coefficient of thermal expansion upang mabawasan ang pagbaluktot matapos ang lamination.

· Kontrol sa patag na anyo:

Matapos ang multi-layer Rogers PCB na ma-laminate, kailangang ilagay ito sa prosesong cold-pressed at i-set. Dapat kontrolado ang cooling rate sa 5℃/min upang maiwasan ang labis na temperature difference na maaaring magdulot ng pagkabukol ng ibabaw ng board (ang degree ng pagkabukol dapat ay ≤0.3%).

Pagsubok at Quality Control

· Pagsubok sa electrical performance:

Bigyang-pansin ang pagsusuri sa linya ng impedance, insertion loss, at standing wave ratio. Gamitin ang network analyzer upang isagawa ang buong saklaw ng pagsubok sa loob ng dinisenyong frequency band upang matiyak na ang high-frequency performance ay sumusunod sa standards.

· Pagsubok sa reliability:

Isagawa ang thermal cycling test at damp heat test upang patunayan ang bonding stability sa pagitan ng substrate at copper layer, gayundin ang solder mask layer, upang maiwasan ang pagkabigo dulot ng environmental aging.

· Pagsusuri sa itsura:

Suriin ang ibabaw ng board para sa mga bitak, delamination, mga bula, kinis ng mga gilid ng circuit, at mga burrs sa mga pader ng butas upang matiyak na walang mga malinaw na depekto sa itsura.