Technique RF - Rogers High Frequency Board / RF carte de circuit micro - ondes et substrat métallique thèmes

Rogers High Frequency Board / RF carte de circuit micro - ondes et substrat métallique thèmes

Au cours des années précédentes, dans l'industrie des PCB, les technologies et produits les plus populaires étaient les cartes multicouches HDI (interconnexions haute densité) et les cartes multicouches Build - up (cartes imprimées multicouches).

Cependant, dans les tendances de développement de l'économie de marché et des produits de haute technologie, il existe une autre branche, à savoir les plaques imprimées par micro - ondes à haute fréquence et les plaques imprimées à base de métal. Aujourd'hui, je vais aborder ces deux questions.

1 parlons d'abord des plaques d'impression à micro - ondes à haute fréquence

1. Les plaques d'impression à micro - ondes à haute fréquence sont devenues populaires sur la terre chinoise. Au cours des dernières années, de nombreuses sociétés de plaques d'impression dans l'est de la Chine, le nord de la Chine et le delta de la rivière des perles ont regardé le marché des plaques à micro - ondes à haute fréquence, collectant des ondes à haute fréquence et du PTFE. La dynamique et l'information de l'éthylène (Teflon, PTFE) considèrent ce nouveau type de plaque d'impression comme un produit accessoire indispensable pour l'industrie de haute technologie de l'information électronique et renforcent la recherche et le développement.

Certains chefs d'entreprise considèrent les plaques à micro - ondes à haute fréquence comme un nouveau point de croissance économique pour les entreprises du futur. Les experts étrangers prédisent que le marché des panneaux à micro - ondes à haute fréquence se développera rapidement.

La demande de panneaux à micro - ondes à haute fréquence augmente rapidement dans des domaines tels que les communications, le médical, l'armée, l'automobile, les ordinateurs et l'instrumentation. Dans quelques années, les cartes micro - ondes à haute fréquence pourraient représenter environ 15% du nombre total de cartes de circuits imprimés dans le monde. De nombreuses sociétés de PCB à Taiwan, en Corée du Sud, en Europe, aux États - Unis et au Japon ont des plans pour aller dans cette direction.

Les fournisseurs européens et américains de micro - ondes à haute fréquence Rogers, Arlon, taconic, metcold, Gil, chukoh, Japan sont entrés dans le grand marché potentiel de la Chine au cours des deux dernières années, à la recherche d'agents et de technologies liées à l'enseignement.

La société américaine Gil organise une conférence à Shenzhen sur "l'application et la technologie de fabrication de plaques imprimées par micro - ondes à haute fréquence". Des centaines de sièges sont pleins. Les couloirs sont également remplis de représentants d'entreprises qui écoutent des présentations. De nombreux PDG ont écouté la Conférence. Conférence technique de plusieurs jours.

Je ne m'attendais pas vraiment à ce que mes homologues nationaux développent un tel intérêt pour les plaques à haute fréquence. Les fournisseurs de tôles en Europe et aux États - Unis peuvent déjà offrir plus de 100 variétés de tôles en série avec des constantes diélectriques allant de 2,10, 2,15, 2,17... à 4,5 et même plus. Il est entendu que dans le delta de la rivière des perles et le delta du Yangtze, de nombreuses entreprises publient des publicités indiquant que le téflon et les plaques haute fréquence peuvent être commandés en vrac.

On dit que la production mensuelle de certaines entreprises a atteint des milliers de mètres carrés. La demande de plaques à micro - ondes à haute fréquence augmente d'année en année dans de nombreuses usines de circuits imprimés de l'Institut national de radar et de communication.

Huawei, Bell, l'Académie des sciences des postes et télécommunications de Wuhan et d'autres grandes sociétés de communication nationales ont une demande croissante de cartes imprimées par micro - ondes à haute fréquence d'année en année. Les entreprises étrangères engagées dans les produits à micro - ondes à haute fréquence ont également déménagé en Chine pour acheter des plaques d'impression à micro - ondes à haute fréquence à proximité.

Divers signes indiquent que les panneaux à micro - ondes à haute fréquence se réchauffent en Chine. (qu'est - ce qu'une haute fréquence? Au - dessus de 300 MHz, c'est - à - dire une gamme de fréquences d'ondes courtes avec des longueurs d'onde supérieures à 1 mètre, souvent appelées hautes fréquences.)

2. Pourquoi devient - il chaud?

(1) une partie de la bande de fréquences initialement utilisée pour les communications à haute fréquence à des fins militaires a été transférée à des fins civiles (à partir de 1996), ce qui a considérablement développé les communications à haute fréquence civiles. Il a démontré ses compétences dans divers domaines tels que la communication longue distance à grande vitesse, la navigation, le médical, le transport, le transport et le stockage.

(2) une confidentialité élevée et une qualité de transmission élevée permettent aux téléphones portables, aux téléphones embarqués et aux communications sans fil d'évoluer vers les hautes fréquences, et une qualité d'image élevée permet aux émissions de radio et de télévision de diffuser des programmes en VHF et en UHF. La transmission d'informations à haute capacité nécessite des fréquences élevées pour les communications par satellite, les communications par micro - ondes et les communications par fibre optique.

(3) la capacité de traitement de la technologie informatique a augmenté, de même que la capacité de stockage de l'information, et il est urgent de transmettre des signaux à grande vitesse. En résumé, les hautes fréquences et les vitesses élevées des produits d'information électroniques imposent des exigences élevées sur les caractéristiques à haute fréquence des cartes imprimées.

3. Pourquoi les panneaux imprimés doivent - ils avoir une île basse (DK)? DK, appelée constante diélectrique, est le rapport de la capacité entre les électrodes remplies d'une certaine substance à la capacité d'un condensateur à vide de même structure.

Il indique généralement la capacité d'un matériau à stocker de l'énergie électrique.

Lorsque l'île est grande, la capacité de stockage de l'énergie électrique est grande et la vitesse de transmission des signaux électriques dans le circuit diminue.

Direction du courant électrique à travers la carte de circuit imprimé. Généralement, les électrodes positives et négatives changent en alternance, ce qui correspond à un processus de charge et de décharge continue du substrat. En échange, la capacité affecte la vitesse de transmission. Cet effet est encore plus important dans les dispositifs de transmission à haut débit.

Les îlots bas signifient une petite capacité de stockage, des processus de charge et de décharge rapides et donc des vitesses de transfert rapides. En transmission haute fréquence, une faible constante diélectrique est donc nécessaire.

Un autre concept est celui des pertes diélectriques. L'énergie consommée par la chaleur d'un matériau diélectrique sous l'effet d'un champ électrique alternatif est appelée perte diélectrique et est généralement exprimée par le facteur de perte diélectrique Tan Island. Les îlots et les îlots de Tan sont proportionnels, les circuits haute fréquence nécessitent également des îlots faibles et de petites pertes diélectriques, les îlots de Tan, de sorte que les pertes d'énergie sont également faibles.

4. Polytétrafluoroéthylène (teflon)

Isolation de la plaque d'impression dans le substrat de la plaque d'impression, la constante diélectrique du polytétrafluoroéthylène est la plus faible isolation, généralement seulement 2,6 ~ 2,7, tandis que la constante diélectrique fr4 du substrat de résine époxy de tissu de verre ordinaire est de 4,6 ~ 5,0, de sorte que la vitesse de transmission du signal de La plaque d'impression de polytétrafluoroéthylène est beaucoup plus rapide que fr4 (environ 40%).

Les plaques de polytétrafluoroéthylène ont un coefficient de perte intermédiaire de 0002, 10 fois inférieur à celui de fr4 (0,02), et une perte d'énergie beaucoup plus faible. En outre, le polytétrafluoroéthylène est connu comme le « roi des plastiques». Il a une excellente isolation électrique, une stabilité chimique et une stabilité thermique (aucun solvant ne peut le dissoudre en dessous de 300 ° c), de sorte que la transmission de signaux à haute fréquence et à grande vitesse doit d'abord utiliser du polytétrafluoroéthylène ou d'autres substrats à faible permittivité diélectrique.

J'ai vu que POLYFLON, Rogers, taconic, Arlon et meclad peuvent fournir des substrats avec des constantes diélectriques de 2,10, 2,15, 2,17 et 2,20. Le facteur de perte diélectrique à 10 GHz est de 00005 à 00009. Le matériau PTFE a de très bonnes propriétés, mais son processus de transformation en plaques imprimées est complètement différent du processus traditionnel fr4. Cet aspect sera discuté ultérieurement.

Au cours des deux dernières années, nous avons souvent utilisé Rogers ro4000, gil1000 Series, etc., en plus des exigences 2.15 et 2.6 des deux dernières années.

5. Exigences de base pour les plaques à micro - ondes à haute fréquence

En raison de la transmission du signal à haute fréquence, l'impédance caractéristique du conducteur de la plaque imprimée finie est strictement requise, la largeur de ligne de la plaque est généralement requise ± 0,02 mm (la plus stricte est ± 0015 mm). Et il est nécessaire de compenser le film utilisé pour le transfert d'imagerie optique en fonction de la largeur de raie et de l'épaisseur de la Feuille de cuivre.

Les circuits d'une telle carte de circuit imprimé ne transmettent pas un courant électrique, mais un signal électrique pulsé à haute fréquence. Les défauts tels que les fossettes, les crevasses, les trous d'épingle, etc. sur les fils affectent la transmission et ne permettent pas l'apparition de tels défauts mineurs.

Parfois, l'épaisseur du masque de soudure est également strictement contrôlée et le masque de soudure sur le circuit est trop épais ou trop mince pour atteindre quelques microns.

· choc thermique de 288 degrés Celsius, 10 secondes, 1 ~ 3 fois, la séparation de paroi de trou ne se produira pas. Pour la plaque de téflon, nous devons résoudre la mouillabilité dans le trou, de sorte que le trou de cuivre plaqué chimiquement n'a pas de trou, et la couche de cuivre plaquée dans le trou peut résister au choc thermique, qui est le point difficile de faire une plaque poreuse en téflon.

Par conséquent, de nombreux fabricants de substrats ont développé et produit un µµµ légèrement supérieur, avec le même processus de cuivrage chimique que les alternatives traditionnelles fr4, à savoir Rogers ro4003 (Đ 3,38) et LGC - 046 (Đ 3,2 ± 0,1) de l'usine Xi 704. Est - ce ce ce produit?

· Warping: habituellement besoin de 0,5 ~ 0,7% de la plaque finie. 6. La difficulté de traitement de la plaque à micro - ondes à haute fréquence est basée sur les propriétés physiques et chimiques de la plaque de polytétrafluoroéthylène, ce qui rend sa technologie de traitement différente du processus traditionnel fr4. Un produit qualifié ne peut être obtenu s'il est traité dans les mêmes conditions qu'un stratifié de cuivre recouvert de fibres de verre époxy traditionnel.

(1) forage: le matériau de base est plus doux et le nombre de plaques empilées de forage est inférieur. Généralement, une épaisseur de plaque de 0,8 mm convient pour deux feuilles de papier et un tas de papier; La vitesse devrait être plus lente; Avec le nouveau foret, les coins supérieurs et filetés du foret ont leurs propres caractéristiques. Demandes spéciales.

(2) flux de soudure d'impression: avant le flux de soudure d'impression, après la gravure de la carte de circuit imprimé, la carte de circuit imprimé ne peut pas être polie avec une brosse à tambour pour ne pas endommager le substrat. Le traitement de surface par des méthodes chimiques est recommandé. Pour ce faire: après l'impression d'un film de soudure par résistance sans broyage de la carte, la surface du circuit et du cuivre est uniforme et sans couche d'oxyde, ce qui n'est pas une tâche facile.

(3) Échelle à air chaud: sur la base des caractéristiques intrinsèques de la résine fluorée, évitez autant que possible de chauffer rapidement la plaque. Avant la pulvérisation d'étain, un traitement de préchauffage à 150°c pendant environ 30 minutes est suivi immédiatement d'une pulvérisation d'étain. La température du réservoir d'étain ne doit pas dépasser 245 degrés Celsius, sinon cela affectera l'adhérence du tapis d'isolation.

(4) profil de fraisage: la résine fluorée est plus douce, le profil de fraisage de la fraise normale a beaucoup de bavures et d'irrégularités. Il est nécessaire de fraiser le profil avec une fraise spéciale appropriée.

(5) transport entre les processus: ne peut pas être placé verticalement, ne peut être mis à plat dans le panier avec du papier, tout au long du processus ne permet pas aux doigts de toucher le motif du circuit à l'intérieur de la plaque. L'ensemble du processus empêche les rayures et les rayures. Les rayures de ligne, les trous d'épingle, les bosses et les bosses affecteront la transmission du signal et la carte sera rejetée.

(6) Gravure: contrôle strict de l'érosion latérale, des dents de scie et des encoches, contrôle strict de la tolérance de largeur de ligne ± 0,02 mm. Vérifiez avec une loupe 100X.

(7) cuivrage chimique: le prétraitement du cuivrage chimique est l'étape la plus difficile et la plus critique dans la fabrication de plaques de PTFE. Il existe de nombreuses méthodes de prétraitement pour le cuivre coulé, mais dans l'ensemble, il peut stabiliser la qualité et convient à la production de masse.