Berita PCB - Tenderasi industri dan kepentingan substrat papan sirkuit

Tenderasi industri dan kepentingan substrat papan sirkuit

1. Innovasi terus menerus papan FR-4 Dalam pendek, papan sirkuit substrat kebanyakan mengandungi tiga bahan prima utama: foil tembaga, resin, dan bahan penyokong. Namun, jika anda belajar lebih lanjut substrat semasa dan memeriksa perubahannya selama bertahun-tahun, anda akan mendapati bahawa kompleksiti kandungan substrat benar-benar tidak dapat dibayangkan. Kerana pembuat papan sirkuit mempunyai keperluan yang semakin ketat untuk kualiti substrat dalam era bebas lead, prestasi dan spesifikasi resin dan substrat tidak diragukan akan menjadi lebih kompleks. Satu cabaran yang dihadapi oleh penyedia substrat adalah mencari keseimbangan terbaik antara kebutuhan pelbagai pelanggan untuk mendapatkan keuntungan produksi paling ekonomi, dan menyediakan data produk mereka kepada rantai penyediaan keseluruhan sebagai rujukan.

Melihat sejarah pembangunan lembaran FR-4, selama bertahun-tahun, beberapa pemain industri sentiasa percaya bahawa lembaran FR-4 akan kelelahan, jadi mereka telah berubah kepada alternatif lain prestasi tinggi. Setiap kali keperluan spesifikasi meningkat, penyedia logam helaian mesti bekerja keras untuk memenuhi keperluan pelanggan. Pada tahun-tahun terakhir, perkembangan paling jelas dalam pasar telah meningkat permintaan besar untuk lembaran Tg tinggi. Sebenarnya, pemahaman banyak pemain industri tentang isu Tg nampaknya menunjukkan bahawa Tg tinggi mempunyai prestasi tinggi atau kepercayaan yang lebih baik. Salah satu tujuan utama artikel ini adalah untuk menjelaskan bahawa ciri-ciri yang diperlukan oleh generasi berikutnya lembaran FR-4 tidak lagi diungkapkan sepenuhnya oleh Tg. Oleh itu, lebih spesifikasi baru untuk resistensi panas kuat diusulkan untuk menjawab kepada tentera bebas lead. Challenge.

2. Tenderasi industri yang memimpin spesifikasi substrat A number of ongoing industrial trends will promote the market application and adoption of reformulated panels. Tenderasi ini termasuk trend desain panel berbilang lapisan, peraturan perlindungan persekitaran, dan keperluan elektrik, yang diterangkan di bawah:

2.1. Tenderasi desain papan pelbagai lebarOne of the current PCB design trends is to increase the wiring density. Terdapat tiga cara untuk mencapai tujuan ini: pertama-tama, mengurangi lebar baris dan jarak baris, sehingga kabel yang semakin padat boleh diakomodasi per kawasan unit; kedua, meningkatkan papan sirkuit Bilangan lapisan; yang terakhir adalah untuk mengurangi terbuka dan saiz pad askar.

Namun, apabila terdapat lebih garis per unit kawasan, suhu operasinya terikat untuk meningkat. Selain itu, kerana bilangan lapisan papan sirkuit terus-menerus meningkat, papan selesai pasti akan menjadi lebih tebal pada masa yang sama. Jika tidak, ia hanya boleh laminasi dengan lapisan dielektrik yang lebih tipis untuk menjaga tebal asal. Semakin tebal PCB, semakin tekanan panas dinding melalui lubang disebabkan oleh akumulasi panas akan meningkat, yang akan meningkat kesan pengembangan panas dalam arah Z. Apabila lapisan dielektrik yang lebih tipis dipilih, ia bermakna bahawa substrat dan filem dengan kandungan lem yang lebih tinggi mesti digunakan; tetapi kandungan glue yang lebih tinggi akan menyebabkan pengembangan panas dan tekanan dalam arah Z lubang melalui meningkat. Selain itu, mengurangi terbuka lubang melalui akan tidak dapat menghindari meningkatkan nisbah aspek; Oleh itu, untuk memastikan kepercayaan yang dilapisi melalui lubang, substrat yang digunakan mesti mempunyai pengembangan panas yang lebih rendah dan kestabilan panas yang lebih baik supaya tidak berkurang. Selain faktor di atas, apabila ketepatan komponen kumpulan papan sirkuit meningkat, bentangan lubang melalui juga akan diatur lebih dekat. Bagaimanapun, tindakan ini akan membuat kebocoran bundle kaca lebih tegang, dan bahkan jembatan serat kaca substrat antara dinding lubang, yang akan membawa ke sirkuit pendek. Fenomen kebocoran filamentari anodi (CAF) ini adalah salah satu tema era bebas lead semasa untuk logam helaian. Sudah tentu, generasi baru substrat mesti mempunyai kemampuan anti-CAF yang lebih baik untuk mencegah kejadian yang sering dalam tentera bebas lead. .

2.2 Hukum dan peraturan perlindungan persekitaran Peraturan perlindungan persekitaran telah menambah banyak keperluan tambahan untuk substrat di bawah intervensi politik. Contohnya, arahan EU seperti RoHS dan WEEE akan mempengaruhi bentuk spesifikasi bahan helaian. Di antara banyak peraturan, RoHS membatasi kandungan utama semasa tentera. Prajurit-lead Tin telah digunakan di tanaman pengumpulan selama bertahun-tahun. Titik cair legasinya adalah 183°C, dan suhu proses penyelamatan fusi secara umum sekitar 220°C. Penyelidik utama tanpa aliran Lead tin-silver-copper alloy (seperti SAC305 mempunyai titik cair sekitar 217°C, dan biasanya suhu puncak semasa penyidikan fusi akan menjadi setinggi 245°C. Tingkat suhu penyidikan bermakna bahan as as mesti mempunyai kestabilan panas yang lebih baik sebelum ia boleh diterima. Kejutan panas disebabkan oleh penyidikan fusi berbilang.

Arahan RoHS juga melarang penyegang api yang mengandungi halogen tertentu, termasuk PBB dan PBDE. Namun, TBBA, penanda api yang paling biasa digunakan dalam substrat PCB, sebenarnya tidak berada di senarai hitam RoHS. Namun, disebabkan reaksi abu yang tidak sesuai dari plat yang mengandungi TBBA apabila suhu meningkat, beberapa penghasil markah seluruh mesin masih mempertimbangkan perubahan kepada bahan-bahan bebas halogen.

2.3 Keperluan elektrikThe application of high-speed, broadband, and wireless radio frequency forces the board to have better electrical performance, i.e., the dielectric constant Dk and the dissipation factor Df must not only be suppressed, but also have a stable performance across the board, and it should also be appropriate. Bersedia untuk kawalan. Mereka yang memenuhi keperluan elektrik ini juga perlu lebih rendah dalam kestabilan panas. Hanya dengan cara ini, permintaan pasar dan bahagian pasar mereka boleh meningkat setiap hari.

3. Ciri-ciri penting bahan asas, penghasil papan sirkuit Untuk mempertimbangkan kestabilan tahan panas yang diperlukan oleh pasar bebas lead, ciri-ciri fizik yang mesti diperhatikan adalah: suhu trangsi kaca (Tg), koeficien pengembangan panas CTE, - dan suhu tahan retak Td yang baru diperlukan untuk tentera bebas plum suhu tinggi. Digambarkan di bawah:

3. 1. Mengukur suhu transisi kaca (Tg) dengan metod TMA Suhu transisi kacaThe glass transition temperature is an important indicator most commonly used to judge the characteristics of resin substrates. Yang dipanggil Tg resin bermakna bahawa apabila polimer dihangat ke julat suhu tertentu, resin akan berubah dari "keadaan kaca" (istilah umum untuk bahan kuat komposisi tidak tetap), yang relatif sukar pada suhu bilik, kepada plastik pada suhu tinggi. Dan "keadaan karet" yang lembut. Ciri-ciri pelbagai lembaran sebelum dan selepas Tg akan benar-benar berbeza.

Semua bahan akan mengalami perubahan pengembangan dan kontraksi disebabkan perubahan suhu, dan kadar pengembangan panas substrat sebelum Tg biasanya lebih rendah dan lembut. Kaedah analisis mekanik suhu (TMA) boleh rekod perubahan saiz substrat yang sepadan dengan suhu. Dengan kaedah ekstrapolasi, persimpangan garis dicetak yang dilambangkan oleh dua lengkung boleh digunakan untuk menunjukkan suhu, iaitu Tg substrat. Perbezaan besar ini dalam cerun lengkung sebelum dan selepas Tg menunjukkan bahawa kedua-dua mempunyai kadar kembangan panas yang sama sekali berbeza, yang disebut koeficient kembangan panas (CTEs) α1 dan α2. Kerana Z-CTE papan akan mempengaruhi kepercayaan papan selesai, dan ia lebih penting untuk pemasangan turun, ia tidak sepatutnya diabaikan oleh semua penghasil. Perlu dicatat bahawa pengembangan panas yang kurang menunjukkan sedikit tekanan pada dinding tembaga lubang melalui, jadi kepercayaan mesti lebih baik. Namun, kebanyakan orang sentiasa berfikir bahawa Tg adalah titik suhu yang cukup tetap. Sebenarnya, tidak. Apabila suhu naik dekat Tg, ciri-ciri fizikal lembaran akan mula berubah secara signifikan.