Mikrowellen-Technik - Mechanismus der Trennung zwischen PTFE Multilayer Board

PTFE Mehrschichtplatte als Vertreter des verlustarmen Leiterplattenmaterials, hat mehr als zehn Jahre praktische Anwendungserfahrung im militärischen und zivilen Kommunikationsbereich, aber durch das Anwendungsszenario und seine Verarbeitbarkeit Einschränkungen, Traditionelle PTFE-Leiterplatte mit dem Einzelteil, Doppelplatte in passiven Produkten hauptsächlich Anwendung, wie Antenneneinführungsnetz der Basisstation. Aber für zukünftige Millimeterwellenanwendungen, Die gewöhnliche Einzel- und Doppelplattenstruktur ist schwierig, die Entwurfsbedürfnisse zu erfüllen, dann ist es vorhersehbar für PTFE Mehrschichtplatte (rather than PTFE+FR-4 hybrid plate) demand will be more and more. Zur gleichen Zeit, Die Entstehung der mehrschichtigen Plattenstruktur lässt die Anzahl der PTH mit Signalübertragungsfunktion auch steigen, was unvermeidlich ist, um das Problem der PTFE-Mehrschichttrennung zu erwähnen.

1., Definition und Bestimmungskriterien von Zwischenschichttrennungsfehlern

Interne Verbindungsfehler beziehen sich auf das Vorhandensein von nicht leitenden Einschlüssen zwischen der inneren Schicht Kupferfolie und galvanischem Kupfer in der Innenwand des Lochs, und die Einschlüsse sind hauptsächlich der Bohrschmutz, der durch Bohren während der Leiterplattenbearbeitung erzeugt wird. Es sollte beachtet werden, dass dieser Fehler in allen PCB-Multilayern vorherrscht, nicht nur in PTFE-PCB-Multilayern.

Gemäß der Interpretation des Standards IPC-6018B der Leiterplattenindustrie für die Hochfrequenzplatte, um festzustellen, ob die Zwischenschichttrennungsfehler in der PTFE-Mehrschichtplatte akzeptiert werden können, zusätzlich zu der ursprünglichen Beurteilung von der vertikalen Schleifscheibe, Es ist auch notwendig, die flache Schleifscheibe zu bestimmen, um festzustellen, ob der Resteinschluss mehr als 120O ist, die spezifische Interpretation des Originaltextes wie folgt:

2, Mechanismus der Zwischenschichttrennung Defekte in PTFE Mehrschichtplatte

Verglichen mit gewöhnlichen Epoxidharzsystematerialien und Kohlenwasserstoffharzsystematerialien erzeugen PTFE-Harzsystematerialien bei der Verarbeitung von Mehrschichtplatten wahrscheinlicher Zwischenschichttrennungsfehler, was hauptsächlich auf die Eigenschaften von PTFE-Harz im Material selbst zurückzuführen ist. Zunächst einmal ist PTFE ein thermoplastisches Harz, und die Molekularkette ist lang und nicht einfach zu biegen, bei hoher Temperatur (> 327C) wird Schmelzen auftreten; Zweitens hat PTFE (PTFE)-Harz als "König der Kunststoffe" ausgezeichnete chemische Beständigkeit, für die überwiegende Mehrheit der Chemikalien und Lösungsmittel, inerte, starke Säure starke Alkali, Wasser und eine Vielzahl von organischen Lösungsmitteln.

Obwohl die oben genannten beiden Punkte als die einzigartigen Vorteile von PTFE-Harz angesehen werden können, ist die zweite Verarbeitung der "Schmerzpunkt". Im eigentlichen PCB-Verarbeitungsprozess erzeugt die Hochgeschwindigkeitsdrehung des Bohrers beim Kontaktieren mit dem PTFE-Material eine große Menge Wärme, und die Hitze schmilzt das PTFE-Harz im Material und haftet am Bohrer. Wenn das Bohrmesser aufgewickelt wird, wenn das teilweise geschmolzene Harz mit der inneren Kupferfolie in Kontakt kommt, wird die Temperatur schnell durch die innere Kupferfolie umgeleitet. Wenn das geschmolzene PTFE-Harz abgekühlt wird, wird es an der inneren Kupferschicht befestigt, bildet einen Rückstand, der PTFE-Harz (Bohrschmutz) und die anschließende chemische (Bohrschmutzflüssigkeit) oder physikalische (Plasma) zum Bohrschmutzprozess enthält und nimmt PTFE-Harz fast "hilflos", schließlich diesen Restbohrschmutz auf der inneren Kupferschicht in der Kupferplattierung Cambium-Trennungsfehler.

Diagramm der Trennfehler von Zwischenschichten in PTFE-Mehrschichtplatten

3, Verbesserungsrichtung der Zwischenschichttrennungsfehler der PTFE-Mehrschichtplatte

Für Leiterplattenhersteller, die PTFE-Mehrschichtplatine verarbeitet haben, haben die meisten von ihnen den "Schmerz" erfahren, der durch den Defekt der Zwischenschichttrennung verursacht wird. Flüssiggaskühlung des Bits oder der Platte, die von Zeit zu Zeit gebohrt werden soll, wurde ebenfalls vorgeschlagen, um diesen Fehler zu beheben, oder die Verwendung einer "speziellen" starken Oxidationslösung, um den PTFE-Rückstand zu entfernen, der am inneren Kupfer haftet. Es ist jedoch schade, dass die oben genannten Methoden aus Sicht der Praktikabilität (Bedienbarkeit) und der praktischen Wirkung wenig Wirkung haben und nicht die Bedeutung einer großangelegten industriellen Förderung haben.

Nach Ansicht des Autors sind die gemeinsamen Anstrengungen des PTFE-Materialherstellers (Materialauswahl-Anleitung), der Leiterplattenfabrik (Prozessoptimierung) und des Endkunden (Standardformulierung und -akzeptanz) erforderlich, um das Zwischenschichttrennungsproblem zu verbessern.

3.1 richtige Materialauswahl

Im Autor und Leiterplattenfabrik oder OEM-Ingenieure auf THE PTFE Mehrschichtplatte Kommunikation, erhält zuerst den negativen Ton für die PTFE-Produktion von Mehrschichtplatten, aber mit dem tiefgreifenden Austausch, fand heraus, dass Kunden für PTFE Mehrschichtplatte understanding mostly still stays in more than 10 years ago the traditional PTFE core board material (or called the last generation of PTFE core board material, Zum Beispiel, TAKONISCH TLY 5, TLX-8, RF-35, etc.), which is characterized by (1) high PTFE resin content (resin content up to wT.75%); (2) containing coarse glass fiber (such as 7628 glass fiber); (3) Low filler content (or no filler), und die Verwendung der vorherigen Generation von PTFE-Kernplattenmaterial zur Verarbeitung der Mehrschichtplatte, Schwerwiegende Zwischenschichtabscheidungsfehler auftreten müssen.

Für die letzte Generation von PTFE-Kernplattenmaterialien hat TACONIC in den letzten Jahren erfolgreich auf den Markt gebracht für PTFE-Mehrschichtplattenmaterialien wie TSM-DS3, EZIO-28. Diese beiden neuen Generationen von PTFE-Kernplattenmaterialien, die für die Herstellung von Mehrschichtplatten geeignet sind, zeichnen sich durch (1) hohen Füllstoffgehalt (wT. 75% +) und hohe Sphärität des Füllstoffs aus. (2) feines Glasfasergewebe (z. B. 106,104); (3) Kann mit sehr geringer Rauheit der Kupferfolie kombiniert werden. Wenn geeignete Materialien für die PTFE-Mehrschichtverarbeitung von der ersten Auswahlstufe aus ausgewählt werden können, wird die Wirksamkeit des PCB-Prozesses auf die Verbesserung der Zwischenschichttrennung erheblich verbessert.

Mehrschichtiges Brettschnittdiagramm

3.2 Optimierung der PCB Bearbeitungsparameter

Bei Leiterplattenprozessen sollte besonderes Augenmerk auf die Optimierung der Bohrparameter gelegt werden, und der Schwerpunkt sollte auf die Suche nach einem Gleichgewicht zwischen Qualitätsverbesserung und Kosten gelegt werden.

(1) Auswahl des Bohrwerkzeugs: Wählen Sie das optimierte Werkzeug für PTFE-Material, insbesondere das Werkzeug mit ausgezeichneter Spanabtragsleistung. Im Entwurfskonzept des Stückchens gibt es zwei Hauptentwurfsparameter für die Spanabtragsfähigkeit: Helixwinkel und Kerndicke. Je größer der Spiralwinkel, desto dünner die Kerndicke, desto größer der Spanschlitz des Bohrers, desto stärker ist die Spanabtragsfähigkeit, an diesem Punkt ist die Leiterplattenfabrik und die Zusammenarbeit mit Bohrwerkzeuglieferanten besonders wichtig;

(2) Kontrolle der Anzahl der Stapel. Egal, wie dick die zu verarbeitende Leiterplatte ist, Bohrungen werden einzeln durchgeführt, und Epoxidharz oder Kaltstanzplatte wird als Deckplatte nach oben und unten verwendet;

(3) Control of the maximum number of holes (it is recommended to change the tool for less than 200 holes). Dies ist der Kontrollpunkt, der am meisten zur Verbesserung der Zwischenschichttrennung in THE beiträgt Leiterplattenherstellung Prozess, aber es ist auch die Verbindung, die am meisten zu den Bohrbearbeitungskosten beiträgt, Die Leiterplattenfabriken benötigen, um einen Ausgleichspunkt zu finden.

(4) Geeignete Bohrparameter. Nach der Erfahrung von TACONIC sind relativ niedrige Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit vorteilhafter, um Bohrschmutz zu reduzieren als hohe Drehzahl und schneller Vorschub, wodurch die Zwischenschichttrennungsfehler verbessert werden.

3.3 Formulierung akzeptierter Standards für Endkunden (OEM)

Mehrschichtiges Brettschnittdiagramm

Bisher, auf dem Markt der militärisch-zivilen Kommunikation, Die PTFE-Verbundplatte ist nicht im wahren Sinne der Anwendung von großen Maßstäben, zusätzlich zum aktuellen IPC-Standard, Die meisten OEM der Anfrage werden die Trennung zwischen den Schichten auf konventionelle FR-4 professionelle Akzeptanzkriterien erweitert, aber der Autor glaubt, dass aufgrund der digitalen Systemplatine und Mikrowellen-Hochfrequenz-Platine Montage und Anwendungsumgebung sind unterschiedlich, Daher, der traditionelle Akzeptanzstandard bleibt zu diskutieren. "Null"-Risiko und "irgendeine Größenordnung" Risiko sind nicht verallgemeinerbar auf die Qualitätskosten.

4., Endnoten

Um den Defekt der Zwischenschichttrennung von PTFE Mehrschichtplatte, Materialauswahl, PCB-Verarbeitung, und Kundenakzeptanzkriterien sollten erfüllt werden. Systematisches Denken ist hilfreicher, um die Verbesserung der Zwischenschichttrennung zu fördern, um bessere Verbesserungsergebnisse zu erzielen.