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1. Introduction de la plaque haute vitesse à haute fréquence
Lors du choix d'un substrat pour PCB haute fréquence, il convient d'étudier en particulier les caractéristiques de variation du matériau DK à différentes fréquences. Pour répondre aux exigences de transmission de signaux à grande vitesse ou de contrôle d'impédance caractéristique, la goniométrie et ses performances dans des conditions de fréquence, de température et d'humidité ont été principalement étudiées.
Dans des conditions de variation de fréquence, les valeurs DK et DF du matériau de base général varient considérablement. En particulier dans la gamme de fréquences de 1 MHz à 1 GHz, la variation de leurs valeurs DK et DF est plus prononcée. Par example, un substrat textile en fibre de verre époxy de type courant (type commun fr - 4) présente une valeur DK de 4,7 à la fréquence de 1 MHz et une variation de valeur DK de 4,19 à la fréquence de 1 GHz. Au - dessus de 1 GHz, sa valeur DK varie doucement. Par exemple, à 10 GHz, fr - 4 a une valeur DK de 4,15. Pour les matériaux de substrat avec des plaques haute fréquence et haute vitesse, la valeur DK varie peu lorsque la fréquence varie. Lorsque la fréquence varie de 1 MHz à 1 GHz, les valeurs DK restent généralement dans la plage de 0,02. Les valeurs DK ont tendance à diminuer légèrement dans différentes conditions de fréquence, de faible à élevée.
Le facteur de perte de milieu (DF) d'un matériau de substrat en général est influencé par les variations de fréquence (en particulier les variations de la gamme des hautes fréquences), les variations de la valeur de DF étant plus importantes que les variations de la valeur de DK et la loi de variation tendant à augmenter. Par conséquent, lors de l'évaluation des propriétés à haute fréquence d'un matériau de base, la recherche devrait se concentrer sur la variation de sa valeur DF. Pour les matériaux de substrat avec des caractéristiques à haute vitesse et à haute fréquence, en termes de caractéristiques de variation à haute fréquence, il existe deux types différents de matériaux de substrat en général. La valeur (DF) d'un type de matériau de base varie très peu avec la fréquence. Il existe également un substrat similaire au type général dans la plage de variation, mais dont la valeur (DF) est faible.
2, haute fréquence PCB et haute vitesse substrat fibre de verre tissu Introduction
Les renforts en fibre de verre sont les principaux porteurs de la résistance mécanique des composites. En général, il a une constante diélectrique plus élevée que la matrice de résine, occupe une teneur volumique plus élevée dans les matériaux composites et est le principal facteur déterminant les propriétés diélectriques des matériaux composites. Dans la production de la Feuille de cuivre revêtue de fr - 4, un tissu traditionnel en fibre de verre e a été utilisé. Bien que la performance globale du tissu de fibre de verre e soit bonne, le prix de performance est idéal, mais les mauvaises propriétés diélectriques et la constante diélectrique élevée (6,6) affectent son application dans le domaine des hautes fréquences et des vitesses élevées.
Actuellement, la composition des tissus en fibre de verre à composition silicatée produits dans les pays du monde est à peu près la même, leur composition de base est SiO2, A1203, triade Cao, avec des variations de pourcentage en poids moins importantes. À température ambiante, les ions squelette Silicone - oxygène, boroxy, alumino - oxygène ne conduisent presque pas l'électricité. Cependant, lorsque le réseau est rempli de cations, en particulier d'ions de métaux alcalins, la structure du treillis est interrompue au niveau des ions de métaux alcalins, formant de faibles ions de liaison et créant une polarisation thermoionique. C'est le principal facteur qui affecte les propriétés diélectriques du verre. Actuellement, on utilise couramment des fibres de verre e sans alcali dont la constante diélectrique est de 7,2 (1 MHz) et qui ne répondent pas aux exigences des plaques haute fréquence et haute vitesse.
La première option est la confusion. En plus de la fibre de verre e, il existe également la fibre de verre d (DK = 4,7, l MHz), la fibre de verre Q (DK = 3,9, l Hz), la fibre de verre d et la fibre de verre Q. Malgré leurs excellentes propriétés diélectriques, ils présentent deux inconvénients majeurs: (1) une mauvaise usinabilité et une usure du foret (2) un coût élevé, équivalent à plus de 10 fois le prix du tissu de verre e, qui ne convient pas seul. En choisissant rationnellement les différents types de fibres de verre, il est nécessaire non seulement d'assurer d'excellentes propriétés diélectriques et de traitement faibles, mais également de résoudre le problème des coûts de production industrielle.
3, haute fréquence haute vitesse substrat Encapsulation Introduction
Par matériau de remplissage, on entend, dans la fabrication d'un substrat haute fréquence, la composition d'un matériau chimique utilisé comme charge de résine dans le substrat, à l'exception du matériau fibreux de renfort. La proportion du matériau de remplissage dans la résine, la variété, la technologie de traitement de surface, etc. affectent tous la constante diélectrique du substrat.
Les charges inorganiques sont couramment utilisées: talc, kaolin, hydroxyde de magnésium, hydroxyde d'aluminium, poudre de silice, alumine, etc. l'ajout de charges peut réduire efficacement l'absorption d'humidité du produit et améliorer la résistance à la chaleur de la plaque, tout en réduisant le coefficient de dilatation thermique de la plaque. Le choix de la charge doit tenir compte de facteurs tels que la résistance à la chaleur, la distribution granulométrique, la dureté, le traitement de surface, l'utilisation de dispersions, etc. Dans ce contexte, Hitachi Chemical a développé et appliqué une nouvelle technologie de système de contrôle d'interface qui permet une interface entre la charge et la résine permettant une dispersion élevée et une liaison élevée. Il surmonte les problèmes d'agglomération présents dans la résine, de faible dispersion, d'apparition de vides après plaque, etc.
4, introduction de résine de substrat haute vitesse à haute fréquence
Les renforts en fibre de verre sont les principaux porteurs de la résistance mécanique des composites. En général, il a une constante diélectrique plus élevée que la matrice de résine, occupe une teneur volumique plus élevée dans les matériaux composites et est le principal facteur déterminant les propriétés diélectriques des matériaux composites. Dans la production de la Feuille de cuivre revêtue de fr - 4, un tissu traditionnel en fibre de verre e a été utilisé. Bien que la performance globale du tissu de fibre de verre e soit bonne, le prix de performance est idéal, mais les mauvaises propriétés diélectriques et la constante diélectrique élevée (6,6) affectent son application dans le domaine des hautes fréquences et des vitesses élevées.
Actuellement, la composition des tissus en fibre de verre à composition silicatée produits dans les pays du monde est à peu près la même, leur composition de base est SiO2, A1203, triade Cao, avec des variations de pourcentage en poids moins importantes. À température ambiante, les ions squelette Silicone - oxygène, boroxy, alumino - oxygène ne conduisent presque pas l'électricité. Cependant, lorsque le réseau est rempli de cations, en particulier d'ions de métaux alcalins, la structure du treillis est interrompue au niveau des ions de métaux alcalins, formant de faibles ions de liaison et créant une polarisation thermoionique. C'est le principal facteur qui affecte les propriétés diélectriques du verre. Actuellement, on utilise couramment des fibres de verre e sans alcali dont la constante diélectrique est de 7,2 (1 MHz) et qui ne répondent pas aux exigences des circuits haute fréquence et haute vitesse.
La résine Cyanate est une matrice de résine haute performance développée à la fin des années 1970. Sous l'action de la chaleur ou d'un catalyseur, la résine ce est cyclisée et triturée pour former des macromolécules structurales en réseau contenant un cycle Triazine à haut degré de réticulation. La résine ce durcissable a beaucoup d'excellentes propriétés: faible coefficient diélectrique (2,8 - 3,2), angle de perte diélectrique tangente minimale (0002 ~ 0008); Haute résistance à la chaleur (Tg 240 ° C - 290 ° c); Faible hygroscopicité (< 1,5%); Faible coefficient de dilatation thermique; Excellentes propriétés mécaniques et adhésives. Mais la dureté de la résine ce est mauvaise et la température de durcissement est trop élevée. La modification de la résine ce par la résine bismaléimide est l'exemple le plus réussi de l'application de la modification de la résine ce à des plaques de cuivre à haute vitesse à haute fréquence (souvent appelées résines BT).
Les résines époxy traditionnelles ont une forte teneur en groupes polaires et de mauvaises propriétés diélectriques. Les méthodes habituelles de modification consistent à: augmenter le nombre de chaînes ramifiées, augmenter le volume libre du matériau, diminuer la concentration en groupes polaires; Ajouter une structure à double liaison à la résine époxy, ce qui rend les molécules de résine moins susceptibles de tourner; Ou l'introduction de groupes polaires ou de résines polymères apolaires occupant un grand volume spatial et de PCB haute fréquence et de matériaux de plaque à grande vitesse, réduisant la teneur en groupes polaires et améliorant leurs propriétés diélectriques.
