Подложка ИС - сравнение преимуществ и недостатков платы из трех различных материалов

Согласно отчету о прогнозе и анализе перспектив развития индустрии  печатные платы, опубликованному компанией Zhiyan Consulting, в настоящее время доля высококлассной продукции на отечественном рынке печатных плат по-прежнему относительно невелика, особенно в части упаковочных субстратов. По сравнению с Японией и другими странами, отечественные производители печатных плат выпускают больше низкокачественной продукции с низкой добавленной стоимостью, и все еще существует технологический разрыв. Теплопроводность печатных плат связана с материалами, из которых они изготовлены. Выбор подложек из разных материалов - тенденция, которая сейчас развивается. В противном случае керамические подложки не смогут выделиться.

Сравнение материала самой печатной платы на рынке

На рынке лучше всего развиты три типа печатных плат: ламинат с медным покрытием FR-4, металлическая подложка и последняя - керамическая печатная плата. Печатная плата FR-4 в настоящее время наиболее широко используется на рынке, однако дефекты печатной платы FR-4 впоследствии оказываются необратимыми.

На основе многолетнего опыта производства  печатные платы нашим техническим персоналом был проведен простой анализ печатных плат, представленных на рынке.

Преимущества медного плакированного ламината fr-4:

(1) Не используется изолирующий слой.

(2) Массовое производство.

(3)Быстрое формирование.

(4) Низкая цена.

Имеется почти 12 видов дефектов:

1. Наиболее распространенными допусками по толщине являются средняя толщина и тонкая окружность, или толстая с одной стороны и тонкая с другой. Это повлияет на обработку печатной платы, а неравномерная толщина повлияет на глубину паза. Сопротивление подложки. Для более точной печатной платы толстая плата приведет к нарушению плотности прилегания разъема при неравномерной установке, что приведет к плохому контакту. Влияние на производительность электронных устройств. Для многослойных печатных плат накопление допусков по толщине может привести к тому, что толщина всей платы окажется слишком малой и вызовет отходы. Не может удовлетворять требованиям допусков испытательной платформы и других высокоточных изделий для толстого дна плиты высокого давления.

2. Дрожание подложки: влияет на сопротивление пайке, электроизоляцию и многие другие свойства подложки и не может использоваться в качестве подлинного продукта.

3. Отслоение подложки: Это явление не исключено, но не может быть продуктом класса А.

4. Белые пятна и белые линии на подложке: серьезно влияют на качество изготовления печатных плат.

5. Открытый рисунок подложки: приводит к снижению характеристик изоляции и серьезно влияет на качество печатной платы

6. Загрязнения и черные точки подложки: помимо ухудшения внешнего вида изделия, имеют и другие последствия. Что можно сделать в этом случае

7. Складки медной фольги: те из них, которые имеют такие складки, не допускаются к использованию в производстве печатных плат

8. Клеевая точка: представляет собой отвержденную смолу. В процессе производства она не может подвергаться коррозии. Серьезно влияет на изоляцию между проводами. Поэтому он не может быть использован для производства печатных плат.

9. Яма: Оказывает большое влияние на качество продукции печатных плат, может привести к блокировке или кажущейся блокировке линии.

10. Точечные отверстия: приводят к появлению грубых изображений, со следами утечки керосина.

11. Окисление медной фольги: незначительное окисление не влияет на качество печатных плат, но его следует по возможности предотвратить. Сильное окисление может привести к затруднению процесса производства печатных плат, к коррозии и очистке, и не может использоваться для производства плакированных медью ламинатов.

12. Яркое пятно на медной фольге: поскольку антиокислительный слой в этой точке разрушен, она легко окисляется в процессе хранения изделия, что приводит к негативным последствиям для печатной платы. При больших ярких пятнах медь и олово в этом месте могут быть тоньше, чем в других местах, и это также повлияет на качество изготовления печатной платы.

13. Светлые вогнутости, если они появились один раз, то их будет много подряд, что не будет принято производителем.

14. Узор из стальных пластин, медный плакированный ламинат с узором из стальных пластин будет вызывать волнообразный рисунок на поверхности медной фольги при производстве тонколинейных печатных плат, что явно недопустимо.

15. Неравномерное заполнение влияет на изоляционные характеристики и механические свойства печатной платы.

16. Проблема недостаточного отверждения подложки, механическая прочность подложки снижается, белый круг на подложке становится более очевидным, а заусенец на кромке - более значительным.

17. Распространенные дефекты препрегов.

18. CAF (проблема устойчивости подложки к миграции ионов) приведет к большой погрешности в покрытии толщины ионами меди при обработке печатных плат.

(1) Преимущества алюминиевой подложки:

-Больше подходит для SMT-процесса;

-соответствует требованиям RoHs;

-эффективный отвод тепла, что позволяет снизить рабочую температуру модуля, продлить срок службы и повысить надежность;

-Уменьшается объем, что позволяет сократить площадь монтажа радиаторов и другой аппаратуры (включая материалы термоинтерфейса), уменьшить объем изделия, снизить стоимость аппаратуры и монтажа;

-хорошая механическая прочность, лучше, чем у керамических печатных плат, изготовленных по некоторым простым технологическим процессам.

(2)Недостатки алюминиевой подложки:

- Более высокая стоимость: По сравнению с другими доступными продуктами цена алюминиевых подложек составляет более 30% от цены продукта, что не соответствует стандарту.

-В настоящее время в основном можно изготавливать только односторонние панели, а двусторонние панели делать сложно. В настоящее время отечественная однослойная панель является относительно квалифицированной, а процесс и технология многослойной панели является относительно зрелой в зарубежных странах, и все больше людей будут приходить к пониманию.

- Изготовленные изделия более подвержены проблемам с точки зрения электрической прочности и выдерживаемого напряжения: эта проблема связана в основном с самим материалом.

- Алюминиевое основание будет оказывать влияние на показатель выдерживаемого напряжения платы; значение выдерживаемого напряжения всей лампы и выдерживаемого напряжения алюминиевой подложки не соответствует стандарту; схемное и конструктивное исполнение оказывает влияние на выдерживаемое напряжение, а в некоторых приложениях на рынке используются светодиоды. Измеренное выдерживаемое напряжение алюминиевой подложки в лампе не может превышать 800 В.

- Метод испытания на теплопроводность и результат испытания не совпадают. Теплопроводность диэлектрического слоя отличается от теплопроводности готовой алюминиевой подложки.

- Спецификации материалов для медных плакированных ламинатов на основе алюминия не унифицированы. Существуют отраслевые стандарты CPCA, национальные стандарты, международные стандарты и т.д.

- Если толщина медной фольги не соответствует стандарту, это приведет к таким явлениям, как возгорание схемы и взрыв источника питания.

-Сейчас становится все больше производителей печатных плат, и контрафактная продукция нарушает ситуацию, срезая углы, используя некачественные товары для замены хороших.

(3) Преимущества керамической печатной платы:

- Высокая стойкость.

- Выдающиеся высокочастотные характеристики.

-Обладает высокой теплопроводностью: Это связано с самим материалом, керамика имеет преимущества перед металлами и смолами.

-Хорошая химическая стабильность, антивибрационные свойства, теплостойкость, устойчивость к давлению, внутренние цепи, точки MARK и т.д. лучше, чем у подложек для общих схем.

- Более высокая точность печати, патчинга и сварки.

(4) Недостатки керамических пластин:

- Хрупкость: Это один из наиболее существенных недостатков. В настоящее время из них можно изготавливать только  печатные платы небольшой площади.

-Дороговизна: К электронным изделиям предъявляются все более высокие требования. Керамические печатные платы удовлетворяют требованиям только некоторых относительно высокотехнологичных изделий, а в низкотехнологичных изделиях они вообще не будут использоваться.