Tecnologia RF - Argomenti di bordo ad alta frequenza/circuito a microonde RF di rogers e substrato metallico

Argomenti di bordo ad alta frequenza/circuito a microonde RF di rogers e substrato metallico

Negli anni precedenti, nell'industria PCB, le tecnologie e i prodotti più alla moda erano schede multistrato HDI (interconnessioni ad alta densità) e Build-up Multilayer (schede stampate multistrato).

Tuttavia, nella tendenza di sviluppo dell'economia di mercato e dei prodotti ad alta tecnologia, c'è un altro ramo, vale a dire i pannelli stampati a microonde ad alta frequenza e i pannelli stampati a base di metallo. Oggi parlerò di queste due questioni.

1 Parliamo prima di schede stampate a microonde ad alta frequenza

1. schede stampate a microonde ad alta frequenza sono diventate popolari sulla terra della Cina. Negli ultimi anni, molte società di cartoncini stampati nella Cina orientale, nella Cina settentrionale e nel Delta del fiume Pearl hanno osservato il mercato delle schede a microonde ad alta frequenza, raccogliendo onde ad alta frequenza e PTFE. Le dinamiche e le informazioni dell'etilene (Teflon, PTFE), considerano questo nuovo tipo di cartone stampato come un accessorio indispensabile per l'industria dell'informazione elettronica high-tech, e rafforzano la ricerca e lo sviluppo.

Alcuni dirigenti aziendali hanno identificato le schede a microonde ad alta frequenza come un nuovo punto di crescita economica per le imprese future. Gli esperti stranieri prevedono che il mercato dei pannelli a microonde ad alta frequenza si svilupperà molto rapidamente.

Nei campi delle comunicazioni, dell'assistenza medica, dell'esercito, delle automobili, dei computer e degli strumenti, la domanda di pannelli a microonde ad alta frequenza è in rapida crescita. Alcuni anni dopo, le schede a microonde ad alta frequenza possono rappresentare circa il 15% del totale delle schede stampate globali. Molte aziende di PCB a Taiwan, Corea del Sud, Europa, Stati Uniti e Giappone hanno formulato piani per svilupparsi in questa direzione.

Rogers, Arlon, Taconic, Metcold, GIL, Chukoh, Giappone, sono entrati nel grande mercato potenziale della Cina negli ultimi due anni, alla ricerca di agenti e tecnologie relative all'insegnamento.

American GIL Company ha tenuto una conferenza su "Tecnologia di applicazione e produzione di schede stampate a microonde ad alta frequenza" a Shenzhen. Centinaia di posti erano tutti occupati. I corridoi erano anche pieni di rappresentanti delle imprese che ascoltavano il discorso. Molti amministratori delegati hanno ascoltato la conferenza. Giorni di conferenze tecniche.

Non mi aspettavo davvero che le controparti nazionali avessero un così forte interesse per le schede ad alta frequenza. I fornitori europei e americani di lamiere possono già fornire più di 100 varietà di serie di lamiere con costanti dielettriche che vanno da 2.10, 2.15, 2.17, ... a 4.5, e anche superiori. Nel delta del fiume Pearl e nel delta del fiume Yangtze, è inteso che molte aziende hanno pubblicizzato che possono effettuare ordini sfusi per Teflon e schede ad alta frequenza.

Si dice che alcune aziende abbiano raggiunto il livello di produzione mensile di migliaia di metri quadrati. La domanda di piastre a microonde ad alta frequenza in molti istituti domestici di ricerca radar e comunicazioni fabbriche di cartone stampato sta aumentando anno dopo anno.

La domanda di schede stampate a microonde ad alta frequenza da parte delle principali società nazionali di comunicazione come Huawei, Bell e Wuhan Academy of Posts and Sciences è aumentata di anno in anno. Le aziende straniere impegnate in prodotti a microonde ad alta frequenza si sono anche trasferite in Cina per acquistare schede stampate per microonde ad alta frequenza nelle vicinanze.

Vari segni indicano che i pannelli a microonde ad alta frequenza si stanno riscaldando in Cina. (Che cosa è alta frequenza? Sopra 300MHZ, cioè, la gamma di frequenza a onde corte con una lunghezza d'onda di più di 1 metro, generalmente chiamata alta frequenza.)

2. Perché si riscalda?

(1) Parte delle bande di frequenza delle comunicazioni ad alta frequenza originariamente utilizzate per scopi militari sono state trasferite ad uso civile (a partire dal 1996), che ha notevolmente sviluppato le comunicazioni civili ad alta frequenza. Ha dimostrato le sue competenze in vari campi come la comunicazione ad alta velocità a lunga distanza, la navigazione, il trattamento medico, il trasporto, il trasporto e lo stoccaggio.

(2) L'elevata riservatezza e l'alta qualità della trasmissione consentono ai telefoni cellulari, ai telefoni auto e alle comunicazioni wireless di svilupparsi verso l'alta frequenza, e l'alta qualità dell'immagine consente la trasmissione televisiva e televisiva per trasmettere programmi in VHF e UHF. La trasmissione di informazioni ad alto volume richiede comunicazioni satellitari, comunicazioni a microonde e comunicazioni in fibra ottica ad alta frequenza.

(3) La capacità di elaborazione della tecnologia informatica è aumentata e la capacità di memoria delle informazioni è aumentata e c'è un bisogno urgente di trasmissione del segnale ad alta velocità. In breve, l'alta frequenza e l'alta velocità dei prodotti informativi elettronici pongono requisiti elevati sulle caratteristiche ad alta frequenza delle schede stampate.

3. Perché la scheda stampata deve avere un basso ε (Dk)? ε o Dk, chiamata costante dielettrica, è il rapporto tra la capacità tra elettrodi riempiti con una certa sostanza e la capacità di un condensatore di vuoto della stessa struttura.

Di solito indica la capacità di un determinato materiale di immagazzinare energia elettrica.

Quando ε è grande, la capacità di immagazzinare energia elettrica è grande e la velocità di trasmissione dei segnali elettrici nel circuito diminuirà.

La direzione corrente del segnale elettrico attraverso la scheda stampata. Solitamente positivo e negativo cambiano alternativamente, che è equivalente al processo di ricarica e scarico continuo del substrato. Nell'interscambio, la capacità influenzerà la velocità di trasmissione. Questo effetto è ancora più importante nei dispositivi di trasmissione ad alta velocità.

Low ε significa che la capacità di archiviazione è piccola e il processo di ricarica e scarico è veloce, in modo che anche la velocità di trasmissione è veloce. Pertanto, nella trasmissione ad alta frequenza, è richiesta una bassa costante dielettrica.

Un altro concetto è la perdita dielettrica. Sotto l'azione di un campo elettrico alternato, l'energia consumata dal materiale dielettrico a causa del calore è chiamata perdita dielettrica, che è solitamente espressa dal fattore di perdita dielettrica tanÎ '. ε e tanδ sono proporzionali, e i circuiti ad alta frequenza richiedono anche bassa ε e piccola perdita dielettrica tanδ, quindi anche la perdita di energia è piccola.

4. Politetrafluoroetilene (Teflon)

Tra i substrati delle schede stampate, la costante dielettrica ε del PTFE è la più bassa, tipicamente solo 2,6 ~ 2,7, mentre la costante dielettrica di FR4 del substrato generale della resina epossidica del panno di vetro ε è 4,6 ~ 5,0, quindi la velocità di trasmissione del segnale delle schede stampate in Teflon è molto più veloce di FR4 (circa il 40%).

Il fattore di perdita intermedio della scheda Teflon è 0,002, che è 10 volte inferiore allo 0,02 di FR4, e la perdita di energia è molto più piccola. Inoltre, il PTFE è chiamato il "Re di Plastica". Ha un eccellente isolamento elettrico, stabilità chimica e stabilità termica (non c'è solvente che può dissolverlo sotto 300°C), quindi la trasmissione del segnale ad alta frequenza e ad alta velocità deve prima utilizzare Teflon o altri substrati costanti dielettrici a bassa frequenza.

Ho visto che Polyflon, Rogers, Taconic, Arlon e Meclad possono fornire substrati con costanti dielettriche di 2.10, 2.15, 2.17 e 2.20. Il fattore di perdita dielettrica è da 0.0005 a 0.0009 a 10GHZ. Le prestazioni del materiale vinilico PTFE sono molto buone, ma il processo di lavorazione in un cartone stampato è completamente diverso dal processo tradizionale FR4. Questo aspetto sarà discusso più avanti.

Negli ultimi due anni, abbiamo spesso utilizzato Rogers RO4000, serie GIL1000, ecc. oltre ai requisiti di ε di 2.15 e 2.6 negli ultimi due anni.

5. I requisiti di base del bordo a microonde ad alta frequenza

Poiché è trasmissione del segnale ad alta frequenza, l'impedenza caratteristica del conduttore del bordo stampato finito deve essere rigorosa e la larghezza della linea del bordo è solitamente richiesta per essere ±0.02mm (il più rigoroso è ±0.015mm). Pertanto, il processo di incisione deve essere rigorosamente controllato, e il film utilizzato per il trasferimento di immagini leggere deve essere compensato in base alla larghezza della linea e allo spessore del foglio di rame.

Il circuito di questo tipo di scheda stampata trasmette non corrente elettrica, ma segnale di impulso elettrico ad alta frequenza. Difetti come pozzi, lacune, fori di spillo sui fili influiranno sulla trasmissione e non sono ammessi difetti di questo tipo.

A volte, anche lo spessore della maschera di saldatura è rigorosamente controllato e la maschera di saldatura sul circuito è troppo spessa o troppo sottile per essere di pochi micron.

·shock termico a 288 gradi Celsius, 10 secondi, 1 ~ 3 volte, nessuna separazione della parete del foro si verifica. Per le schede di Teflon, dobbiamo risolvere la bagnabilità nei fori, fare i fori di rame elettroless non hanno fori e lo strato di rame elettroplaccato nei fori può resistere agli shock termici, che è la difficoltà di rendere le schede porose di Teflon uno.

A causa di questo, molti produttori di substrati hanno sviluppato e prodotto un po 'più alto ε, e il processo di rame elettroless è lo stesso delle alternative FR4 convenzionali, Rogers Ro4003 (ε3.38) e LGC-046 (ε3.2±0.1) da Xi €€€€€€€€€€€€€€€€704Factory. ) E' questo tipo di prodotto.

·Warpage: solitamente 0,5 ~ 0,7% del bordo finito è richiesto. 6. la difficoltà di elaborazione del bordo a microonde ad alta frequenza si basa sulle proprietà fisiche e chimiche del bordo PTFE, che rende la sua tecnologia di elaborazione diversa dal processo tradizionale FR4. Se viene elaborato nelle stesse condizioni del laminato rivestito di rame in fibra di vetro resina epossidica convenzionale, non può ottenere prodotti qualificati.

(1) Perforazione: Il materiale di base è morbido e il numero di piastre impilate forate è piccolo. Solitamente lo spessore del piatto di 0.8mm è adatto per due fogli e uno stack; la velocità dovrebbe essere più lenta; Per utilizzare una nuova punta di trapano, l'angolo superiore e l'angolo di filettatura della punta di trapano hanno le loro caratteristiche. richiesta speciale.

(2) Maschera di saldatura stampata: Dopo che il bordo è inciso, il bordo non può essere lucidato con una spazzola a rullo prima che la maschera di saldatura sia stampata, in modo da non danneggiare il substrato. Si raccomanda di utilizzare metodi chimici per il trattamento superficiale. Per ottenere questo: senza macinare la scheda, dopo aver stampato la maschera di saldatura, il circuito e la superficie di rame sono uniformi e non c'è strato di ossido, il che non è affatto facile.

(3) Livellaggio dell'aria calda: Sulla base delle proprietà intrinseche della fluororesina, il riscaldamento rapido del foglio dovrebbe essere evitato il più possibile. Prima di spruzzare lo stagno, fare un pre-riscaldamento a 150 ° C per circa 30 minuti, quindi spruzzare immediatamente lo stagno. La temperatura del serbatoio di stagno non dovrebbe superare 245 gradi Celsius, altrimenti l'adesione del pad isolato sarà influenzata.

(4) Profilo di fresatura: La fluororesina è morbida e il profilo di fresatura delle frese ordinarie ha molte sbavature e irregolarità. È necessario macinare il profilo con una fresa speciale adatta.

(5) Trasporto tra processi: non può essere posizionato verticalmente, solo messo nel cestino piatto con carta e nessun dito è permesso toccare il modello del circuito nella scheda durante l'intero processo. L'intero processo previene graffi e graffi. Graffi di linea, fori di spillo, indentazioni e ammaccature influenzeranno la trasmissione del segnale e la scheda verrà rifiutata.

(6) Incisione: controllare rigorosamente l'erosione laterale, il dente di sega e la tacca e controllare rigorosamente la tolleranza di larghezza della linea di ±0.02mm. Controllare con una lente d'ingrandimento 100x.

(7) Rame elettroless: Il pretrattamento del rame elettroless è la fase più difficile e critica nella produzione di schede in teflon. Ci sono molti metodi per il pretrattamento dell'affondamento del rame, ma in sintesi, può stabilizzare la qualità ed è adatto per la produzione di massa.