Mikrowellen-Technik - Themen von Rogers Hochfrequenz-Platine/HF-Mikrowellen-Platine und Metallsubstrat

Themen von Rogers Hochfrequenz-Platine/HF-Mikrowellen-Platine und Metallsubstrat

In den Vorjahren, in der Leiterplattenindustrie, die modernsten Technologien und Produkte waren HDI-Mehrschichtplatinen(high-density interconnects) and Build-up Multilayer (multilayer printed boards).

Im Entwicklungstrend der Marktwirtschaft und Hightech-Produkte gibt es jedoch einen anderen Zweig, nämlich Hochfrequenz-Mikrowellendruckplatten und metallbasierte Leiterplatten. Heute werde ich über diese beiden Themen sprechen.

1 Lass uns über Hochfrequenz-Mikrowellendruckplatten zuerst

1. Hochfrequenz-Mikrowellendruckplatten sind auf dem Land China populär geworden. In den letzten Jahren haben viele Druckplattenunternehmen in Ostchina, Nordchina und dem Pearl River Delta auf den Hochfrequenz-Mikrowellenkartenmarkt starrt und Hochfrequenzwellen und PTFE gesammelt. Die Dynamik und Information von Ethylen (Teflon, PTFE) betrachten diese neue Art von Leiterplatte als unverzichtbares Zubehörprodukt für die elektronische Informations-Hightech-Industrie und stärken Forschung und Entwicklung.

Einige Firmenchefs haben Hochfrequenz-Mikrowellenplatinen als neuen wirtschaftlichen Wachstumspunkt für zukünftige Unternehmen identifiziert. Ausländische Experten prognostizieren, dass sich der Markt für Hochfrequenz-Mikrowellenplatten sehr schnell entwickeln wird.

Im Bereich Kommunikation, medizinische Versorgung, Militär, Automobile, Computer, und Instrumente, Die Nachfrage nach Hochfrequenz-Mikrowellenplatten steigt rapide. Ein paar Jahre später, Hochfrequenz-Mikrowellenplatines kann etwa 15% der gesamten globalen Leiterplatten ausmachen. Viele Leiterplattenunternehmen in Taiwan, Südkorea, Europa, die Vereinigten Staaten, und Japan haben Pläne formuliert, sich in diese Richtung zu entwickeln.

Europäische und amerikanische Hochfrequenz-Mikrowellenhersteller Rogers, Arlon, Taconic, Metcold, GIL, Chukoh, Japan, sind in den letzten zwei Jahren in den potenziellen großen Markt Chinas eingetreten, auf der Suche nach Agenten und Lehrtechnologien.

American GIL Company hielt einen Vortrag über "Anwendungs- und Fertigungstechnologie von Hochfrequenz-Mikrowellendruckplatten" in Shenzhen. Hunderte Plätze waren alle besetzt. Die Korridore waren auch voll von Wirtschaftsvertretern, die der Rede zuhörten. Viele CEOs hörten sich den Vortrag an. Tage der Fachvorträge.

Ich habe wirklich nicht erwartet, dass inländische Pendants ein so starkes Interesse an Hochfrequenzplatinen haben. Europäische und amerikanische Blechlieferanten können bereits mehr als 100-Varianten von Blechserien mit dielektrischen Konstanten von 2.10, 2.15, 2.17, .bis 4.5 und noch höher anbieten. Im Pearl River Delta und im Yangtze River Delta haben viele Unternehmen bekanntgegeben, dass sie Großaufträge für Teflon und Hochfrequenzboards aufgeben können.

Es wird gesagt, dass einige Unternehmen das Niveau der monatlichen Leistung von Tausenden von Quadratmetern erreicht haben. Die Nachfrage nach Hochfrequenz-Mikrowellenplatten in vielen inländischen Radar- und Kommunikationsforschungsinstituten für Leiterplattenfabriken steigt von Jahr zu Jahr.

Die Nachfrage nach hochfrequenten Mikrowellendruckplatten durch inländische große Kommunikationsunternehmen wie Huawei, Glocke und Wuhan Academy of Posts and Sciences ist von Jahr zu Jahr gestiegen. Ausländische Unternehmen, die mit Hochfrequenz-Mikrowellenprodukten beschäftigt sind, sind auch nach China gezogen, um Leiterplatten für Hochfrequenz-Mikrowellen in der Nähe zu kaufen.

Verschiedene Anzeichen deuten darauf hin, dass sich Hochfrequenz-Mikrowellenplatten in China aufheizen. (Was ist Hochfrequenz? Über 300MHZ, das heißt, der kurzwellige Frequenzbereich mit einer Wellenlänge von mehr als einem Meter, im Allgemeinen Hochfrequenz genannt.)

2. Warum erwärmt es sich?

(1) Ein Teil der Frequenzbänder von Hochfrequenzkommunikationen, die ursprünglich für militärische Zwecke verwendet wurden, wurde auf zivile Zwecke übertragen (ab 1996), wodurch die zivile Hochfrequenzkommunikation stark ausgebaut wurde. Es hat seine Fähigkeiten in verschiedenen Bereichen unter Beweis gestellt, wie Fernkommunikation, Navigation, medizinische Behandlung, Transport, Transport und Lagerung.

(2) Hohe Vertraulichkeit und hohe Übertragungsqualität ermöglichen es Mobiltelefonen, Autotelefonen und drahtlosen Kommunikationen, sich in Richtung Hochfrequenz zu entwickeln, und eine hohe Bildqualität ermöglicht die Rundfunk- und Fernsehübertragung zu Sendungen auf VHF und UHF. Hochfrequente Informationsübertragungen erfordern Satellitenkommunikation, Mikrowellenkommunikation und Glasfaserkommunikation.

(3) Die Verarbeitungskapazität der Computertechnologie ist gestiegen, und die Informationsspeicherkapazität ist gestiegen, und es besteht ein dringender Bedarf für Hochgeschwindigkeitssignalübertragung. Kurz gesagt, die hohe Frequenz und die hohe Geschwindigkeit elektronischer Informationsprodukte stellen hohe Anforderungen an die Hochfrequenzeigenschaften von Leiterplatten.

3. Warum muss die Leiterplatte einen niedrigen ε (Dk) haben? ε oder Dk, genannt dielektrische Konstante, ist das Verhältnis der Kapazität zwischen Elektroden, die mit einer bestimmten Substanz gefüllt sind, zur Kapazität eines Vakuumkondensators derselben Struktur.

Es gibt normalerweise die Kapazität eines bestimmten Materials an, elektrische Energie zu speichern.

Wenn ε groß ist, ist die Fähigkeit, elektrische Energie zu speichern, groß, und die Übertragungsgeschwindigkeit elektrischer Signale in der Schaltung nimmt ab.

Die Stromrichtung des elektrischen Signals durch die Leiterplatte. Normalerweise ändern sich positiv und negativ abwechselnd, was dem Prozess des kontinuierlichen Be- und Entladens des Substrats entspricht. Im Austausch beeinflusst die Kapazität die Übertragungsgeschwindigkeit. Dieser Effekt ist bei Hochgeschwindigkeits-Übertragungsgeräten noch wichtiger.

Niedrig ε bedeutet, dass die Speicherkapazität klein ist und der Lade- und Entladevorgang schnell ist, so dass die Übertragungsgeschwindigkeit auch schnell ist. Daher ist bei der Hochfrequenz-Übertragung eine niedrige Dielektrizitätskonstante erforderlich.

Ein anderes Konzept ist dielektrischer Verlust. Unter Einwirkung eines elektrischen Wechselfeldes wird die Energie, die das dielektrische Material durch Wärme verbraucht, dielektrische Verluste genannt, die normalerweise durch den dielektrischen Verlustfaktor tanδ ausgedrückt werden. ε und tanδ sind proportional, und Hochfrequenzschaltungen erfordern auch niedrige ε und kleine dielektrische Verluste tanδ, so dass der Energieverlust auch gering ist.

4. Polytetrafluorethylen (Teflon)

Unter den Substraten von Leiterplatten ist die Dielektrizitätskonstante ε von PTFE die niedrigste, typischerweise nur 2.6~2.7, während die Dielektrizitätskonstante von FR4 von allgemeinem Glasgewebe Epoxidharzsubstrat ε 4.6~5.0 ist, so dass die Signalübertragungsgeschwindigkeit von Teflon-Leiterplatten viel schneller ist als FR4 (etwa 40%).

Der Zwischenverlustfaktor der Teflonplatte ist 0.002, der 10-mal niedriger als das 0.02 von FR4 ist, und der Energieverlust ist viel kleiner. Darüber hinaus wird PTFE der "Plastic King" genannt. Es hat eine ausgezeichnete elektrische Isolierung, chemische Stabilität und thermische Stabilität (es gibt kein Lösungsmittel, das es unter 300°C auflösen kann), so dass Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeitssignalübertragung zuerst Teflon oder andere niedrige dielektrische konstante Substrate verwenden muss.

Ich habe gesehen, dass Polyflon, Rogers, Taconic, Arlon und Meclad Substrate mit dielektrischen Konstanten von 2.10, 2.15, 2.17 und 2.20 liefern können. Der dielektrische Verlustfaktor beträgt 0.0005 bis 0.0009 bei 10GHZ. Die Leistung von PTFE-Vinylmaterial ist sehr gut, aber der Prozess seiner Verarbeitung zu einer Leiterplatte unterscheidet sich völlig vom traditionellen FR4-Prozess. Dieser Aspekt wird später erörtert.

In den letzten zwei Jahren haben wir Rogers RO4000, GIL1000 Serie, etc. zusätzlich zu den Anforderungen von ε von 2.15 und 2.6 in den letzten zwei Jahren oft verwendet.

5. Die grundlegenden Anforderungen der Hochfrequenz-Mikrowellenbrett

Da es sich um eine Hochfrequenz-Signalübertragung handelt, muss die charakteristische Impedanz des Leiters der fertigen Leiterplatte streng sein, und die Linienbreite der Leiterplatte muss normalerweise ±0.02mm sein (die stringentste ist ±0.015mm). Daher muss der Ätzprozess streng kontrolliert werden, und der Film, der für die Lichtbildübertragung verwendet wird, muss entsprechend der Linienbreite und der Dicke der Kupferfolie kompensiert werden.

Die Schaltung dieser Art von Leiterplatte überträgt nicht elektrischen Strom, sondern hochfrequentes elektrisches Impulssignal. Defekte wie Gruben, Lücken, Nadellöcher an den Drähten beeinträchtigen die Übertragung, und solche kleinen Defekte sind nicht erlaubt.

Manchmal wird die Dicke der Lötmaske auch streng kontrolliert, und die Lötmaske auf der Schaltung ist zu dick oder zu dünn, um ein paar Mikrometer zu sein.

·Hitzeschock bei 288 Grad Celsius, 10 Sekunden, 1~3 mal, keine Lochwandtrennung tritt auf. Für Teflon-Platten müssen wir die Benetzbarkeit in den Löchern lösen, die elektrolosen Kupferlöcher keine Löcher haben, und die in den Löchern galvanisierte Kupferschicht kann thermischem Schock standhalten, was die Schwierigkeit ist, Teflon-poröse Platten zu machen.

Aus diesem Grund haben viele Substrathersteller etwas höhere ε entwickelt und produziert, und das elektrolose Kupferverfahren ist das gleiche wie die konventionellen FR4-Alternativen Rogers Ro4003 (ε3.38) und LGC-046 (ε3.2±0.1) von Xi $an 704 Factory. Ist diese Art von Produkt.

·Warpage: normalerweise 0.5~0.7% der fertigen Platte wird benötigt. 6. Die Verarbeitungsschwierigkeiten Hochfrequenz-Mikrowellenplatine basiert auf den physikalischen und chemischen Eigenschaften von PTFE-Platten, Das unterscheidet seine Verarbeitungstechnologie vom traditionellen FR4-Verfahren. Wenn es unter den gleichen Bedingungen wie herkömmliches Epoxidharz Glasfaser Kupfer plattiertes Laminat verarbeitet wird, Es kann keine qualifizierten Produkte erhalten.

(1) Bohren: Das Grundmaterial ist weich, und die Anzahl der gebohrten gestapelten Platten ist klein. Normalerweise 0.8mm Plattenstärke ist für zwei Blätter und einen Stapel passend; die Geschwindigkeit sollte langsamer sein; Um einen neuen Bohrer zu verwenden, haben der Spitzenwinkel und der Gewindewinkel des Bohrers ihre eigenen Eigenschaften. Sonderwünsche.

(2) Bedruckte Lötmaske: Nachdem die Platte geätzt ist, kann die Platte nicht mit einer Rollbürste poliert werden, bevor die Lötmaske gedruckt wird, um das Substrat nicht zu beschädigen. Es wird empfohlen, chemische Methoden für die Oberflächenbehandlung zu verwenden. Um dies zu erreichen: Ohne Schleifen der Platine sind nach dem Bedrucken der Lötmaske die Schaltung und die Kupferoberfläche gleichmäßig und es gibt keine Oxidschicht, was keineswegs einfach ist.

(3) Heißluftnivellierung: Basierend auf den inhärenten Eigenschaften von Fluoroharz sollte eine schnelle Erwärmung des Blattes so weit wie möglich vermieden werden. Bevor Sie Zinn sprühen, führen Sie eine Vorwärmbehandlung bei 150°C für etwa 30 Minuten durch und sprühen Sie Zinn sofort. Die Temperatur des Zinntanks sollte 245 Grad Celsius nicht überschreiten, sonst wird die Haftung des isolierten Pads beeinträchtigt.

(4) Fräsprofil: Das Fluoroharz ist weich, und das Fräsprofil gewöhnlicher Fräser hat viele Grate und Unebenheiten. Es ist notwendig, das Profil mit einem geeigneten Spezialfräser zu fräsen.

(5) Transport zwischen Prozessen: Es kann nicht vertikal platziert werden, nur in den Korb flach mit Papier gelegt werden, und kein Finger darf das Schaltungsmuster in der Platine während des gesamten Prozesses berühren. Der gesamte Prozess verhindert Kratzer und Kratzer. Leitungskratzer, Nadellöcher, Vertiefungen und Dellen beeinflussen die Signalübertragung und die Platine wird zurückgewiesen.

(6) Ätzen: Kontrollieren Sie Streng Seitenerosion, Sägezahn und Kerbe und kontrollieren Sie streng die Linienbreitentoleranz von ±0.02mm. Überprüfen Sie es mit einer 100x Lupe.

(7) Elektroloses Kupfer: Die Vorbehandlung von elektrolosem Kupfer ist der schwierigste und kritischste Schritt bei der Herstellung von Teflonplatten. Es gibt viele Methoden zur Vorbehandlung des Kupfersinkens, aber zusammenfassend kann es die Qualität stabilisieren und ist für die Massenproduktion geeignet.