Technologie PCB - Introduction à la technologie de traitement de carte de circuit imprimé PTFE

Introduction à la technologie de traitement de carte de circuit imprimé PTFE

Technologie de carte de circuit multicouche micro - ondes

Avec l'augmentation de la fréquence dans le champ micro - ondes, les plaques multicouches en PTFE sont utilisées comme Dispositifs micro - ondes et comme technologie de plaques multicouches en PTFE arrière à grande vitesse pour réaliser un modèle de plaques multicouches en PTFE à 12 couches.

Conception expérimentale 1 plaque d'échantillon nécessite DK = 3,0, DF = 00023 (10g Hz), épaisseur 3,7 mm, structure à rainures étagées, deux couches alignées + / - 0,01 MM.

1.1 sélection du substrat

1.1.1 classification des tôles les tôles peuvent être classées en 5 catégories:

1. Polytétrafluoroéthylène + tissu de verre. Mauvaise usinabilité.

2. PTFE + tissu de verre non tissé. Bonne performance au travail.

3. PTFE + remplissage céramique a la meilleure maniabilité.

4. Polytétrafluoroéthylène + tissu de verre + remplissage céramique. La performance est légèrement supérieure à la performance de traitement de PTFE pur plus tissu de verre.

5. Les feuilles adhésives de PTFE sont divisées en: feuilles adhésives de PTFE, préimprégné de PTFE enrobé de BT, semi - solide de PTFE. Selon les exigences de performance du modèle et le prix de performance des matériaux, nous faisons les choix de matériaux suivants: le panneau de base est le PTFE + tissu de verre le plus difficile à traiter et PTFE + tissu de verre + matériau de remplissage en céramique feuille adhésive PTFE.

1.1.2 caractéristiques des plaques

A. propriétés physiques et chimiques le matériau PTFE a d'excellentes propriétés électriques et une bonne stabilité chimique. Sa constante diélectrique est faible et ne varie pas de manière significative avec la fréquence, les coefficients diélectriques de 1g et 10g sont essentiellement inchangés, donc ce qui est couramment utilisé ici est que nous appliquons principalement cette performance. Après ajout de remplissage céramique

B. caractéristiques de traitement la performance de traitement de la Feuille de PTFE est très mauvaise. Le matériau est doux et il y a très peu de colle PTFE lors de la pression. Le matériau PTFE lui - même présente les problèmes suivants: lors de la fabrication de la feuille, la force de liaison entre la charge et la fibre de verre imprégnée de fibre de verre est faible, le débit de colle est faible et il n'y a pas de force de liaison mutuelle, il est donc facile de percer des trous dans le verre

Le matériau TFE lui - même est moins polaire, la liaison entre le substrat et la Feuille de cuivre est moins bonne, la couche de soudure par résistance imprimée est également plus difficile et la plaque n'est pas résistante aux chocs mécaniques. PTFE et verre

2. Le matériau est doux, le matériau est doux, facile à déformer, petit support pour la fibre de verre et la Feuille de cuivre, plus le problème 1. Le forage est facilement déformé par la force mécanique, l'effet de coupe de la fibre de verre n'est pas bon, il n'est pas facile de couper une fois, le PTFE est également susceptible de produire des copeaux de forage PTFE non coupés.

C. feuille adhésive PTFE Introduction feuille adhésive PTFE: une feuille adhésive thermoplastique transparente, l'épaisseur est généralement de 1,5 mil, 3,0 mil. Diélectrique 2.3, perte diélectrique se réfère à la température de pressage au - dessus de 220 degrés Celsius, moins de flux de colle, facile à produire de la colle qui ne coule pas.

1.1.3 résultats de la sélection des matériaux selon les exigences de l'échantillon et les exigences d'essai, nous sélectionnons les matériaux des fournisseurs a, B et c pour l'essai, le noyau DK = 2,5 ~ 3,5.

Le matériau de l'échantillon est DK = 3,0 (10 GHz), DF = 00023 (10 GHz).

2 Analyse des facteurs

Du point de vue des caractéristiques du matériau, les principaux problèmes dans le traitement des plaques multicouches en PTFE se concentrent sur le pressage, le perçage et l'impression à l'encre.

En réponse aux questions ci - dessus, nous avons réalisé la conception de la méthode expérimentale suivante.

3 conception de méthodes de processus

3.1 forage. Parce que le matériau est plus doux et la fibre de verre est plus douce, il est facile de créer des bavures. Il est donc nécessaire d'ajouter un matériau PTFE spécial relativement dur. La vitesse de perçage est faible (à déterminer expérimentalement).

Comme il n'y a pas de liaison de résine entre les fibres de verre, il n'y a pas de perçage entre elles sans les couper. La production de fibres de verre non coupées est facile et le placage forme des nodules plaqués.

Dans le même temps, le matériau PTFE est relativement mou et le matériau PTFE peut rester sur la paroi du trou sans être coupé.

Étant donné que la résine sur le couvercle et le panneau arrière adhère à la paroi du trou à haute température, des copeaux de forage partiels (PTFE) peuvent également être créés. Chaque matériau peut varier en raison de la différence de remplissage de chaque matériau PTFE, du choix du tissu de verre, etc. compte tenu de l'analyse ci - dessus, nous nous concentrerons principalement sur le choix du couvercle du puits, le test des paramètres de forage, le type de foret.

A. choisir un couvercle de coussin il est actuellement idéal d'utiliser un matériau en résine phénolique comme couvercle de coussin. Cette plaque est relativement dure, mais la résine phénolique

B. essai des paramètres

1. Méthode d'essai le testeur teste les paramètres de forage du matériau pour la première fois, ne peut pas comprendre plus précisément les caractéristiques de forage du matériau. Les paramètres de perçage du PTFE sont pris comme référence en fonction de l'avance de perçage unique (paramètres combinés de vitesse et d'avance). Et sur la base de l'analyse empirique et théorique, certaines combinaisons de paramètres avec moins de probabilité ont été supprimées.

Sur cette base, une plus grande gamme de combinaisons de paramètres est effectuée dans cette direction. Une fois le test terminé, une combinaison de paramètres est effectuée dans cette petite plage pour déterminer des paramètres plus précis. 2. Outil de sélection d'outils nous choisissons le diamètre suivant comme outil de test:. 5mm, 1.0mm, 1.5mm, 2.0mm, 3.0mm, 3.2mm, 4.5mm.

4. Après le forage de la méthode d'essai, rincez deux fois avec de l'eau à haute pression, regardez à l'intérieur du trou avec une loupe sous une lumière 25 fois plus intense, jugez à l'intérieur du trou avec une loupe 25 fois. Enfin, en étudiant l'état du foret enroulé et l'usure du foret, une section est réalisée pour observer la situation du forage, déterminer le nombre maximal de trous utilisés par le foret. Pour les 5 derniers essais d'impact, sa fiabilité est confirmée.

3.2 placage poreux en raison de la faible polarité du matériau PTFE, il n'est pas facile de combiner avec d'autres matériaux, il est difficile de couler le cuivre, il est nécessaire de trouver une méthode. Dans le même temps, comme le perçage laisse certainement des fibres non coupées et de la résine qui adhère à la paroi du trou.en ce qui concerne la différence entre le matériau PTFE et le fr - 4, nous nous concentrons principalement sur le débroussaillage (élimination du perçage de la paroi du trou et de son adhésion) et assurer la fiabilité du cuivre coulé.

En raison de la difficulté du matériau PTFE à couler le cuivre, les plaques multicouches à immersion de cuivre utilisent actuellement la méthode de trois immersions de cuivre et de trois placages. Plasma nécessite un traitement de débroussaillage et d'activation pour assurer la fiabilité de la PTH.

En raison de la douceur du matériau PTFE, l'oscillation dans le bain de placage peut facilement casser la plaque ou la rendre fiable pendant le placage.

3.3 masque de soudure plat (plaqué or) Le matériau PTFE lui - même a peu de force de liaison avec l'encre. Comme les plaques de coeur en matériau PTFE sont pressées ensemble, le PTFE et l'encre sont appliqués sur la surface pour éviter la défaillance de la couche d'activation de surface, ce qui entraîne une mauvaise adhérence entre l'encre et la plaque. Très bien.

Un autre procédé est nécessaire pour activer la surface du matériau PTFE gravé par plasma. Les facteurs qui affectent la Force résultante de la jonction de l'encre comprennent les dommages mécaniques tels que le brossage, les rayures, les chocs, etc., de sorte que la couche de soudure bloquante est due à la porosité du matériau PTFE. L'état de la surface de la paroi n'est pas très bon, la première cuivrage de la paroi du trou permettra au liquide de la paroi du trou de s'évaporer trop rapidement, provoquant des phénomènes tels que le cloquage de l'orifice.

La décision initiale est une mise à niveau progressive des paramètres post - durcissement à évaluer. De même, nous avons déterminé les paramètres de la plaque de cuisson après Nickel - or chimique par des expériences sur les paramètres de la plaque de cuisson avant le nivellement.

Après la fusion de l'or, le temps de cuisson est trop long et la soudabilité insuffisante, le soudage à reflux peut entraîner une délamination et un cloquage, il est donc nécessaire d'évaluer les paramètres de cuisson.

3.3.1 Évaluer l'intervalle de temps entre la gravure et l'impression à l'encre. Après la gravure, attendez 6 heures, 8 heures, 12 heures, 16 heures, 24 heures et 36 heures pour démarrer le ruban 3M et tester la structure de l'encre.

3.3.2 détermination des paramètres de post - vulcanisation de l'encre tester les paramètres de post - vulcanisation de l'encre.

3.3 panneau multicouche PTFE après avoir résolu les problèmes ci - dessus, le point difficile du panneau multicouche est principalement axé sur le contrôle du processus, la stratification, le perçage et le trempage de cuivre. Actuellement, le panneau multicouche a pratiquement terminé le test des paramètres de compression, le problème de perçage est relativement important. Il n'y a pas de plasma,

3.3.1 paramètres de pressage A. conditions de pressage en raison de la température de pressage élevée des feuilles adhésives en PTFE, nous avons d'abord été préoccupés par les problèmes de pressage. La température maximale de pressage est de 220 degrés Celsius et les paramètres de pression fournis par le fournisseur sont également relativement faibles (700 ½ 1400 kPa).

Selon les paramètres ci - dessus, la résistance au pelage des deux presses est inférieure à 0,4 N / mm; Dans le même temps, la vitesse de chauffage est jusqu'à ce que nous ajustons la température de départ à 190 degrés Celsius et la température maximale à 228 degrés Celsius (la température réelle de la section haute température est de 235 degrés Celsius), réduisons le papier kraft à 12 feuilles (8 feuilles deux fois, 4 feuilles une fois) et après une augmentation de la pression à 2500 kPa, l'intensité de pelage atteint 1,2 N / mm ou plus (1,6 N / mm pour taconic et 1,27 N / mm pour neclo).

Après 5 chocs thermiques lors de cette compression, il apparaît un délaminage interne de la feuille adhésive d'orifice, mais ceci est acceptable. Les parois des trous de la plaque de noyau sont en bon état et les zones non poreuses sont en bon état.

Après 10 chocs thermiques, le phénomène de stratification est grave, la zone non poreuse présente également un phénomène de stratification

Le phénomène de stratification des chocs thermiques 5 et 10 neclo est plus grave. Nous avons initialement choisi le ht1.5 de taconic comme feuille adhésive pour les panneaux multicouches, mais la température de 235 degrés Celsius est essentiellement la limite de la presse, car nous avons constaté que les vitesses de pressage et de chauffage varient selon les paramètres, la différence maximale pouvant atteindre 8 minutes.

Par conséquent, au moment de la production officielle, chaque couche est placée B. contrôle opérationnel sur place (A) contrôle opérationnel sur place

1. Paramètres de pressage 3.3.2 PTFE panneau multicouche forage panneau multicouche forage le principal problème découvert lors du forage du panneau multicouche n'est pas seulement le problème du panneau double face, le problème le plus important est que les copeaux de forage sont enroulés autour du foret. Le foret est enroulé autour du premier trou. Par conséquent, enveloppez le foret entre ¦ 1,0 mm ½. Donc, après discussion, nous avons décidé de faire un nouveau type de foret pour résoudre ce problème.

3.3.3 placage de cuivre coulé en raison de l'absence de contact avec plasma Outsourcing, notre premier modèle n'a pas été externalisé. Les procédés suivants sont utilisés: perçage de la couche externe - séchage de la plaque - lavage à l'eau à haute pression deux fois - cuivre coulé (dé - forage pendant 10 minutes) - épaississement du cuivre coulé (sans épaississement du cuivre coulé (pas de saleté de forage) - placage complet de la plaque.

Si traité avec plasma, utilisez le processus suivant (la fiabilité de deux coulées de cuivre nécessite un test de perçage de la couche externe - lavage à l'eau à haute pression deux fois - séchage de la plaque - Plasma - coulée de cuivre (pas de saleté de forage) - épaississement - coulée de cuivre - placage complet de La plaque.

3.3.4 fabrication de l'échantillon il y a une plaque d'échantillonnage en ligne (distributeur micro - ondes, plaque de 12 couches), mais une fois l'encre solidifiée et cuite directement à 150 °C, la plaque moussera en sept minutes et neuf plaques auront été jetées. 8 yuans.

Continuez jusqu'à l'arrière de la planche. Carte de circuit imprimé multicouche laminée PCB, les fabricants de carte de circuit imprimé considèrent que le traitement de carte de circuit fort, le traitement de carte souple, le traitement de carte de circuit de Rogers, l'épreuvage rapide de carte de circuit imprimé, est la base de la conception du système entier de PCB.

Si la conception du stratifié est défectueuse, les performances EMC seront maximisées.

1. Chaque couche de câblage doit avoir une couche de référence adjacente (couche d'alimentation ou couche de mise à la terre);

2. La couche d'alimentation principale adjacente et la couche de mise à la terre doivent être maintenues à une distance minimale pour fournir une plus grande capacité de couplage;

Les empilements de deux à dix couches sont listés ci - dessous: carte PCB et empilement de carte PCB double face EMI rayonnement la principale raison de ce phénomène est que non seulement un rayonnement électromagnétique intense est généré,

Et rendre le circuit sensible aux perturbations extérieures. Du point de vue de la compatibilité électromagnétique, un signal critique se réfère principalement à un signal qui génère un rayonnement fort, capable de générer un signal de rayonnement fort est généralement un signal périodique, tel qu'une horloge ou une adresse.

Dans la conception analogique basse fréquence 10khz: les traces de puissance sur la même couche sont câblées radialement et la longueur totale de la ligne est minimisée;

Lorsque les lignes d'alimentation et de terre sont connectées, elles doivent être proches l'une de l'autre; Placez un fil de terre à côté du fil de signal de la touche. Cette ligne de masse forme une zone de boucle plus petite et réduit les perturbations du monde extérieur par le rayonnement de mode différentiel. Après la ligne de mise à la terre,

Former une boucle avec une surface minimale. Si le circuit de signalisation est une carte à double couche, il peut être de l'autre côté de la carte, juste en dessous des lignes de signalisation, aussi large que possible le long d'une ligne.

L'aire de boucle ainsi formée est égale à l'épaisseur de la carte multipliée par

1. SIG "GNd (pile à eau pressurisée);

2. GNd, SIG (pile à eau pressurisée), SIG, GNd; 1.6mm (62mil) épaisseur de la plaque. Elle n'est pas seulement préjudiciable au contrôle de l'impédance, du couplage inter - couches et du blindage; En particulier, les performances EMI de Power GROUND LAYER si ne sont pas très bonnes et sont principalement contrôlées par des détails tels que le câblage.

La couche de masse principale est placée sur la couche de liaison de la couche de signal la plus dense en signaux, favorisant l'absorption et la suppression du rayonnement; Ajouter la règle 20h. Occasion de placer la couche de cuivre de puissance requise). La couche externe de PCB de ce schéma est la couche de terre et les deux couches intermédiaires sont la couche d'alimentation.

L'alimentation sur la couche de signal est câblée avec un large câblage, ce qui peut rendre l'impédance de trajet du courant d'alimentation faible et effectuer un contrôle EMI. C'est actuellement la meilleure structure de PCB à 4 couches.

Remarque principale: le signal et l'alimentation des deux couches intermédiaires sont mélangés avec une impédance de trace 20h. La solution ci - dessus doit être très soigneusement agencée la trace entre l'alimentation et la terre. En outre, le cuivre sur l'alimentation ou la couche de terre doit être interconnecté autant que possible. Assurez - vous de la connexion basse fréquence.

La conception du panneau de 6 couches recommande la méthode d'empilage:

« GNd »; Un tel schéma de laminage permet d'obtenir une meilleure intégrité du signal, la couche de signal et la couche de terre étant associées à la couche d'alimentation et à la couche de terre, l'impédance de chaque couche de câblage pouvant être mieux contrôlée,

Lorsque la couche d'alimentation et la couche de terre sont toutes deux complètes SIG GNd PWR SIG GNd, les deux couches de terre sont capables de fournir une meilleure couche de signal pour chaque couche de signal; Une telle solution n'est applicable que dans le cas où la densité de dispositif n'est pas très élevée, un tel stratifié ayant et dont les plans de masse des couches supérieure et inférieure sont relativement complets pourrait constituer une meilleure alternative.

Il est à noter que la couche d'alimentation doit être proche de la couche à la surface de l'élément non primaire, car les performances EMI inférieures sont supérieures à celles de la première solution.

, la distance entre la couche d'alimentation et la couche de terre doit être minimisée pour obtenir une bonne épaisseur de plaque de 62mil. Bien que l'espacement des couches soit réduit, il n'est pas facile de contrôler très peu la distance entre l'alimentation principale et les couches.

Comparaison de la première option avec la seconde, dont le coût est la règle des 20h

Conception des règles

R: Ce n'est pas une bonne méthode d'empilement en raison de la mauvaise absorption électromagnétique et de la grande impédance d'alimentation.

1. Surface de l'élément signal 1, couche de câblage microruban

2. Signal 2 couche de câblage microruban interne, meilleure couche de câblage (direction X)

3. Le terrain

4. Couche de câblage de ruban de signal 3, meilleure couche de câblage (Direction y)

5. Couche de câblage de ligne de bande de signal 4

6. Puissance

7. Signal 5 couche interne de câblage microruban

8. La couche de trace microruban signal 6 est une variante de la troisième méthode de laminage. Il offre de meilleures performances EMI grâce à l'ajout d'une couche de référence.