Technologie PCB - Technologie de fabrication de PCB multicouches micro - ondes

Par carte de circuit imprimé micro - ondes, on entend un composant électronique micro - ondes produit sur un substrat micro - ondes spécifique recouvert d'un stratifié de cuivre en utilisant des méthodes de fabrication de PCB rigides courantes.

Les lignes de transmission de signaux à grande vitesse actuellement utilisées pour les circuits imprimés peuvent être divisées en deux catégories: la première est la transmission de signaux à haute fréquence, qui est liée aux ondes radio - électromagnétiques, transmettant des signaux en ondes sinusoïdales, tels que les radars, la radio - télévision et les communications (téléphones cellulaires, micro - ondes). Communications, communications par fibre optique, etc.); L'autre est la transmission de Signaux logiques à grande vitesse. Ce type de produit utilise la transmission de signaux numériques, liés à la transmission d'ondes carrées d'ondes électromagnétiques. Ce type de produit a commencé à être principalement utilisé sur les ordinateurs et les ordinateurs et est maintenant utilisé. Convient pour les appareils ménagers et l'électronique de communication.

Pour permettre une transmission à grande vitesse, il existe des exigences claires concernant les caractéristiques électriques du matériau du substrat de la carte de circuit imprimé micro - ondes. Pour obtenir de faibles pertes et de faibles retards dans le signal de transmission, il est nécessaire de choisir un matériau de substrat avec une constante diélectrique et une tangente des pertes diélectriques plus faibles, généralement un matériau céramique, un tissu de fibre de verre, une résine thermodurcissable telle que le polytétrafluoroéthylène.

Parmi toutes les résines, le PTFE a une constante diélectrique minimale (islaµr) et une tangente angulaire de perte diélectrique (Tan islaµr) et une bonne résistance aux hautes températures, aux basses températures et au vieillissement. Il convient le mieux en tant que matériau de substrat haute fréquence et est actuellement le plus utilisé. Matériau de substrat de carte de circuit imprimé micro - ondes.

Cet article décrira brièvement le processus de fabrication de deux plaques de circuits imprimés multicouches remplies de poudre céramique et discutera plus en détail des techniques de fabrication de stratifié utilisées.

2 matériau de carte de circuit imprimé multicouche micro - ondes

Principalement étudié les deux matériaux diélectriques à haute fréquence suivants, la technologie de fabrication du stratifié de carte de circuit imprimé multicouche à micro - ondes. Le premier est un matériau diélectrique haute fréquence en polytétrafluoroéthylène (PTFE) renforcé de fibres de verre courtes chargé de poudre céramique (RT / feuille de carbure 6002); Le second est un stratifié de cuivre recouvert de résine thermodurcissable chargé de poudre céramique (feuille ro4350).

2.1 processus de fabrication de circuits imprimés multicouches remplis de poudre céramique

2.2 processus de laminage RT / carbure 6002 2.2.1 feuille adhésive 3001

Pour la fabrication de circuits imprimés multicouches micro - ondes à partir de la carte diélectrique haute fréquence RT / duroid6002, le fournisseur a développé une feuille adhésive 3001 adaptée à la carte diélectrique haute fréquence à faible permittivité RT / duroid6002. Il s'agit d'un copolymère chlorofluoré thermoplastique présentant une faible constante diélectrique et une tangente à faible perte dans la gamme de fréquences des micro - ondes.

2.2.2 processus de laminage

1) Arrangements

Alterner les plaques RT / carbure 6002 et les feuilles adhésives. Pour assurer la précision du chevauchement entre les différentes couches de la carte de circuit imprimé multicouche, quatre goupilles de positionnement de fente sont utilisées pour disposer la carte. La méthode de mise en place de sondes thermocouples dans des zones sans motif de la couche interne de la plaque à presser est utilisée pour contrôler la température et le temps de laminage.

2) fermé

Lorsque la presse est à froid (typiquement la température de la presse est inférieure à 120°c), on place au centre de la presse les tôles profilées disposées ci - dessus, on ferme la presse et on ajuste le système hydraulique pour obtenir la pression désirée dans la zone à presser. Dans des conditions normales, une pression initiale de 100 PSI suffit, puis la pression totale est augmentée à 200 PSI pour assurer une bonne fluidité de la feuille adhésive.

3) préchauffage

Démarrez le laminateur et chauffez à 220°C. En règle générale, la vitesse de chauffage maximale est contrôlée de sorte que la différence de température entre les plaques de cuisson supérieure et inférieure est de 1 à 5 degrés Celsius.

4) restez au chaud

En général, la température est maintenue à 220°C pendant 15 minutes de manière à ce que la feuille adhésive soit à l'état fondu, avec suffisamment de temps pour couler et mouiller la surface à coller. Pour les structures de rangées plus épaisses, le temps d'attente peut être prolongé de 30 à 45 minutes.

5) estampage à froid

Éteignez le système de chauffage et refroidissez la plaque de cuisson laminée tout en maintenant la pression jusqu'à ce que la température de la plaque de cuisson tombe à 120 ° c. Relâchez la pression et retirez le gabarit contenant le stratifié de la machine de laminage.

2.2.3 problèmes existants et réponses

1) défaut de collage

La raison en est que la surface de la tôle à presser utilise des méthodes de traitement mécanique, telles que le sablage de cendres volcaniques, le brossage mécanique, etc., et devrait être traitée par un processus de traitement chimique de surface. Si la température d'isolation et le temps d'isolation ne sont pas suffisants, la courbe de température de laminage doit être mesurée à nouveau à l'aide d'un thermocouple. Une autre raison est que la surface de l'objet à presser est contaminée par des agents de démoulage, de l'humidité, de la saleté, etc. le nettoyage du moule, les procédures d'alignement des plaques et les conditions environnementales doivent être réévalués.

2) Il y a des taches ou des cloques sur la surface du stratifié

La raison en est une pression inégale, un mauvais contrôle de la température et un nettoyage et un séchage insuffisants de la Feuille de la couche interne avant le laminage. La contre - mesure à prendre consiste à choisir un gabarit propre ou un autre matériau lisse et à vérifier la planéité ou la pression. La courbe de température de laminage est à nouveau détectée à l'aide d'un thermocouple. Examiner les procédures de nettoyage et de séchage des monolithes à presser et examiner les conditions et le temps de stockage des monolithes pendant la préparation et le collage.

3) déformation

La raison en est une température trop élevée ou une pression inégale, la température et la pression doivent être contrôlées avec précision.

2.3 processus de laminage pour ro4350

2.3.1 préimprégné ro4403

Pour un collage efficace, le matériau ro4350 a été choisi avec une ébauche préimprégnée ro4403.

2.3.2 processus de laminage

1) Principaux paramètres de processus

Température: 175 degrés Celsius;

Pression: 40 kg / cm2;

Durée: 2 heures;

Méthode de rembourrage: 24 feuilles de papier kraft de haut en bas;

Mode d'entrée: Entrez dans le moule avec une température inférieure (100 ° c) et commencez à calculer le temps de laminage à 175 ° C;

Méthode de décharge de pression: la méthode de décharge de pression étape par étape est utilisée.

Après laminage avec les conditions ci - dessus, la force de liaison inter - couches peut encore répondre aux exigences, mais la planéité du laminage est mauvaise. Après de nombreux essais et en référence aux caractéristiques de laminage de la billette préimprégnée ro4403 utilisée, il a été décidé de laminer avec les paramètres de procédé suivants.

2) Méthode d'arrangement

De bas en haut, plaque de base de moule en acier inoxydable / feuille de polyester / 4 feuilles de ro4350 / une feuille de préimprégné ro4403 / 3 feuilles de ro4350 / 2 feuilles de préimprégné ro4403 / 3 feuilles de ro4350 / 1 feuille de préimprégné ro4403 / 1 feuille de ro4350 / feuille de polyester / couvercle supérieur de moule en acier inoxydable.

24 feuilles de papier kraft de chaque côté pour le rembourrage. La température de chauffage est de 175°C. La pression est de 40 kg / cm2 (31 tonnes pour un moule sélectionné de 30,48 cm * 25,4 cm (12 Po * 10 Po)). Entrez dans le moule à température ambiante et chauffez progressivement. Le temps de rétention de la chaleur et de la pression est de 2 heures, le mode de décompression est la décompression de refroidissement segmentée.

Lors du laminage proprement dit, la température à l'intérieur de la plaque à presser est surveillée et mesurée.

Afin de contrôler l'épaisseur diélectrique des plaques de circuits imprimés multicouches micro - ondes, on a mesuré l'épaisseur de chaque monolithe avant et après laminage ainsi que la planéité de la plaque finie.

On peut voir que l'uniformité de l'épaisseur de la carte de circuit imprimé multicouche micro - ondes à 8 couches est meilleure, démontrant un meilleur contrôle des paramètres pertinents.

L'ensemble du processus de laminage décrit ci - dessus est relativement long. Pour raccourcir le cycle de fabrication et faciliter le contrôle du processus, une autre ébauche préimprégnée, ro4450b, peut être utilisée. La vitesse de chauffage de la stratification peut être considérablement améliorée et le temps de chauffage peut être réduit de 2 heures à 50 minutes.

3 Conclusion

Les cartes de circuits imprimés à micro - ondes évoluent vers la diversification des substrats, la conception de haute précision, le contrôle informatique, la spécialisation de la fabrication, la diversification des revêtements de surface, la commande numérique par ordinateur pour le traitement des formes et l'automatisation de la détection de la production. Grâce à l'étude du processus de fabrication de stratifié de deux types de plaques de circuits imprimés multicouches remplies de poudre de céramique, une certaine expérience a été acquise et une base solide a été établie pour d'autres recherches approfondies à l'avenir.