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Tendencias e importancia de la industria de los sustratos de placas de circuito
1. la innovación continua de la placa FR - 4, en resumen, el sustrato de la placa de circuito incluye principalmente tres materias primas: lámina de cobre, resina y refuerzo. Sin embargo, si estudias más a fondo la matriz actual y miras sus cambios a lo largo de los años, encontrarás que la complejidad del contenido de la matriz es realmente inimaginable. A medida que los fabricantes de placas de circuito en la era sin plomo se vuelvan cada vez más estrictos en la calidad de los sustratos, las propiedades y especificaciones de la resina y los sustratos sin duda se volverán más complejas. El desafío para los proveedores de sustratos es encontrar el mejor equilibrio entre las diversas necesidades de los clientes para obtener los beneficios de producción más económicos y proporcionar datos de sus productos a toda la cadena de suministro como referencia.
A lo largo de la historia del desarrollo de las láminas FR - 4, algunos participantes de la industria han creído durante años que las láminas FR - 4 se agotarán, por lo que han recurrido a otras alternativas de alto rendimiento. Cada vez que aumentan los requisitos de las especificaciones, los proveedores de chapa metálica deben esforzarse por satisfacer las necesidades de los clientes. En los últimos años, la tendencia de desarrollo más obvia en el mercado es el aumento sustancial de la demanda de láminas de alta tg. De hecho, la comprensión del problema de Tg por parte de muchos participantes del sector parece indicar que los Tg altos tienen un alto rendimiento o una mejor fiabilidad. Uno de los principales objetivos de este artículo es explicar que las características necesarias para la próxima generación de láminas FR - 4 ya no se expresan exclusivamente en tg. por lo tanto, para hacer frente a la soldadura sin plomo, se proponen nuevas especificaciones con mayor resistencia al calor. Desafío
2. una serie de tendencias industriales continuas que lideran las especificaciones de la matriz promoverán la aplicación y adopción en el mercado de paneles de reformulación. Estas tendencias incluyen las tendencias de diseño de los paneles multicapa, las regulaciones de protección ambiental y los requisitos eléctricos, que se describen a continuación:
2.1. una de las tendencias actuales de diseño de PCB es aumentar la densidad de cableado. Hay tres maneras de lograr este objetivo: primero, reducir el ancho de la línea y el espaciamiento de la línea para que la unidad de área pueda acomodar más y más cableado denso; En segundo lugar, aumentar el número de capas de placas de circuito; Por último, se reduce el tamaño del agujero y el tamaño de la almohadilla.
Sin embargo, cuando hay más líneas por unidad de superficie, su temperatura de funcionamiento inevitablemente aumentará. Además, a medida que aumente el número de capas de placas de circuito, las placas terminadas inevitablemente se volverán más gruesas al mismo tiempo. De lo contrario, solo se puede laminar con una capa dieléctrica más delgada para mantener el espesor original. Cuanto más grueso sea el pcb, mayor será el esfuerzo térmico en la pared del agujero causado por la acumulación de calor, lo que aumentará el efecto de expansión térmica en la dirección Z. Al seleccionar una capa dieléctrica más delgada, esto significa que se deben usar sustratos y películas con un alto contenido de pegamento; Sin embargo, un mayor contenido de pegamento dará lugar a un aumento de la expansión térmica y el estrés en la dirección Z del agujero. Además, reducir el tamaño del agujero aumentará inevitablemente la relación de aspecto; Por lo tanto, para garantizar la fiabilidad de los orificios de chapado, el sustrato utilizado debe tener una menor expansión térmica y una mejor estabilidad térmica para evitar defectos. además de los factores anteriores, la disposición de los orificios también será más estrecha cuando aumente la densidad de los componentes ensamblados de la placa de circuito. Sin embargo, esta acción hace que la fuga del haz de vidrio sea más intensa e incluso hace que el puente de fibra de vidrio de base se conecte entre las paredes del agujero, lo que provoca un cortocircuito. Este fenómeno de fuga de alambre de ánodo es uno de los temas de la era actual sin plomo de las placas metálicas. Por supuesto, la nueva generación de sustratos debe tener una mejor capacidad de resistencia a CAF para evitar que ocurra con frecuencia en la soldadura sin plomo.
2.2. las leyes y reglamentos de protección del medio ambiente las leyes y reglamentos de protección del medio ambiente añaden muchos requisitos adicionales a la matriz bajo intervención política. Por ejemplo, las directivas de la ue, como RoHS y weee, afectarán el desarrollo de especificaciones de láminas. En muchas regulaciones, el RoHS limita el contenido de plomo durante el proceso de soldadura. La soldadura de estaño y plomo se ha utilizado en plantas de montaje durante muchos años. El punto de fusión de su aleación es de 183 ° c, y la temperatura del proceso de soldadura por fusión suele ser de unos 220 ° c. El punto de fusión de las principales aleaciones de estaño, plata y cobre sin plomo (como sac305) es de unos 217 ° c, y generalmente la temperatura máxima durante la soldadura por fusión es de hasta 245 ° c. el aumento de la temperatura de soldadura significa que el sustrato debe tener una mejor estabilidad térmica para soportar los choques térmicos causados por múltiples soldaciones por fusión.
La directiva RoHS también prohíbe ciertos retardantes de llama que contengan halógenos, incluidos los polibromados y los polibromados. Sin embargo, el retardante de llama tbba, el más utilizado en los sustratos de pcb, en realidad no está en la lista negra de rohs. Sin embargo, debido a la reacción inadecuada de incineración de las placas que contienen tbba cuando se calientan, algunos fabricantes de máquinas completas de marcas todavía están considerando cambiar a materiales libres de halógenos.
2.3. los requisitos eléctricos para aplicaciones de alta velocidad, banda ancha y radiofrecuencia obligan a las placas de circuito a tener un mejor rendimiento eléctrico, es decir, la constante dieléctrica DK y el factor de disipación DF no solo deben ser suprimidos, sino que también deben tener un rendimiento estable en toda la placa de circuito, sino que también deben ser adecuados. Prepárate para la controlabilidad. Aquellos que cumplan con estos requisitos eléctricos también deben estar en desventaja en estabilidad térmica. Solo de esta manera, su demanda y cuota de mercado pueden aumentar día a día.
3. características importantes del sustrato, las propiedades físicas a las que los fabricantes de placas de circuito deben prestar atención para considerar la estabilidad térmica requerida por el mercado sin plomo son: temperatura de transición vítrea (tg), coeficiente de expansión térmica cte, Y la temperatura de resistencia al agrietamiento TD requerida por la soldadura sin plomo a alta temperatura. Se dice lo siguiente:
3.1. la medición de la temperatura de transición vítrea (tg) a través del método TMA es el indicador más importante utilizado para juzgar las características de los sustratos de resina. El llamado Tg de la resina se refiere a la transformación de la resina del "estado de vidrio" original relativamente duro a temperatura ambiente (término general para sustancias sólidas de composición no fija) a la plasticidad a alta temperatura cuando el polímero se calienta a un cierto rango de temperatura. "Estado de caucho" más suave. las propiedades de las diferentes placas antes y después de Tg serán completamente diferentes.
Todas las sustancias experimentan cambios de expansión y contracción debido a los cambios de temperatura, y la tasa de expansión térmica del sustrato antes de Tg suele ser más baja y más moderada. El método de análisis termomecánico (tma) puede registrar cambios en el tamaño del sustrato correspondientes a la temperatura. Utilizando el método de extrapolación, la intersección de las líneas punteadas que se extienden por dos curvas se puede utilizar para indicar la temperatura, es decir, el Tg del sustrato. La gran diferencia en la pendiente de la curva antes y después de Tg muestra que ambos tienen una tasa de expansión térmica completamente diferente, es decir, el llamado coeficiente de expansión térmica (cte) es Isla ± 1 e Isla ± 2. Debido a que el z - Cte de la placa afecta la fiabilidad de la placa terminada y es más importante para el montaje aguas abajo, todos los fabricantes no deben ignorarlo. Hay que tener en cuenta que la menor expansión térmica muestra una menor tensión en la pared de cobre del agujero a través, por lo que la fiabilidad debe ser mejor. Sin embargo, la mayoría de la gente siempre piensa que Tg es un punto de temperatura bastante fijo. De hecho, no es así. Cuando la temperatura aumente cerca de tg, la propiedad física de la placa comenzará a cambiar significativamente.
