Công nghệ PCB - Giới thiệu công nghệ chế biến bảng mạch PTFE

Giới thiệu công nghệ chế biến bảng mạch PTFE

Công nghệ Microwave Multilayer Circuit Board

Khi tần số trong trường vi sóng tăng lên, tấm PTFE Multilayer được sử dụng làm thiết bị vi sóng và công nghệ tấm PTFE Multilayer tốc độ cao để đạt được mô hình tấm PTFE Multilayer 12 lớp.

Thiết kế thử nghiệm 1 Bảng mẫu yêu cầu DK=3,0, Df=0,0023 (10G Hz), độ dày 3,7mm, cấu trúc rãnh bậc thang, căn chỉnh hai lớp+/- 0,01mm.

1.1 Lựa chọn chất nền

1.1.1 Phân loại tấm có thể được chia thành 5 loại:

1. PTFE+vải thủy tinh. Khả năng xử lý kém.

2. PTFE+vải thủy tinh không dệt. Hiệu suất làm việc tốt.

3. PTFE+bao bì gốm có khả năng gia công tốt nhất.

4. PTFE+vải thủy tinh+chất độn gốm. Hiệu suất tốt hơn một chút so với hiệu suất xử lý của vải thủy tinh PTFE nguyên chất.

5. PTFE phim dính được chia thành: PTFE phim dính, BT bọc PTFE pre-pre-ngâm, PTFE bán rắn trạng thái. Theo yêu cầu hiệu suất của mô hình và giá hiệu suất vật liệu, chúng tôi thực hiện các lựa chọn vật liệu sau: Bảng lõi là khó khăn nhất để xử lý PTFE+vải thủy tinh và PTFE+vải thủy tinh+vật liệu làm đầy gốm PTFE Bond Sheet.

1.1.2 Đặc tính tấm

a. Tính chất vật lý và hóa học Vật liệu PTFE có tính chất điện tuyệt vời và ổn định hóa học tốt. Hằng số điện môi của nó thấp hơn và sự thay đổi tần số không rõ ràng, hệ số điện môi của 1G và 10G về cơ bản không thay đổi, vì vậy thường được sử dụng ở đây là chúng tôi chủ yếu áp dụng hiệu suất này. Sau khi thêm chất độn gốm

b. Đặc điểm xử lý Hiệu suất xử lý của tấm PTFE rất kém. Chất liệu mềm và rất ít keo PTFE chảy khi nhấn. Bản thân vật liệu PTFE có những vấn đề sau: Khi làm tấm, lực liên kết giữa chất độn và sợi thủy tinh ngâm tẩm là nhỏ, lưu lượng keo nhỏ, không có lực liên kết lẫn nhau, do đó dễ dàng khoan lỗ trên kính

Bản thân vật liệu TFE có độ phân cực thấp hơn, lực liên kết giữa chất nền và lá đồng kém hơn, lớp hàn được in cũng khó khăn hơn, và tấm không chịu được tác động cơ học. PTFE và kính

2. Vật liệu mềm, vật liệu mềm, dễ biến dạng, hỗ trợ nhỏ cho sợi thủy tinh và lá đồng, cộng với vấn đề 1. Dễ bị biến dạng bởi lực cơ học khi khoan, hiệu quả cắt của sợi thủy tinh không tốt, không dễ cắt cùng một lúc, PTFE cũng dễ dàng tạo ra các mảnh khoan PTFE chưa cắt.

c. Giới thiệu về PTFE Bond Sheet PTFE Bond Sheet: Một tấm nhựa nhiệt dẻo trong suốt, độ dày thường là 1,5 triệu, 3,0 triệu. Điện môi 2.3, mất điện môi đề cập đến nhiệt độ ép trên 220 độ C, dòng chảy keo ít hơn, dễ dàng tạo ra keo không chảy.

1.1.3 Kết quả lựa chọn vật liệu Theo yêu cầu mẫu và yêu cầu thử nghiệm, chúng tôi chọn vật liệu từ nhà cung cấp A, B và C để thử nghiệm, lõi DK=2,5~3,5.

Vật liệu mẫu là DK=3,0 (10GHz), Df=0,0023 (10GHz).

2 Phân tích yếu tố

Từ các đặc tính của vật liệu, các vấn đề chính trong chế biến tấm nhiều lớp PTFE tập trung vào việc ép, khoan và in mực.

Đối với những câu hỏi trên, chúng tôi đã tiến hành thiết kế phương pháp thí nghiệm sau đây.

3 Thiết kế phương pháp xử lý

3.1 Khoan lỗ Bởi vì vật liệu tương đối mềm, sợi thủy tinh tương đối mềm, cho nên dễ dàng sinh ra gai. Do đó, cần phải thêm một vật liệu PTFE đặc biệt tương đối cứng. Tốc độ khoan nhỏ (cần được xác định bằng thực nghiệm).

Vì không có liên kết nhựa giữa các sợi thủy tinh, không có lỗ khoan nào được khoan giữa chúng mà không cần cắt. Thật dễ dàng để sản xuất sợi thủy tinh không cắt, và mạ điện tạo thành một nút mạ.

Trong khi đó, vật liệu PTFE tương đối mềm và vật liệu PTFE có thể vẫn còn trên tường lỗ mà không bị cắt.

Vì nhựa trên tấm bìa và tấm lưng sẽ dính vào tường lỗ ở nhiệt độ cao, nó cũng sẽ tạo ra một phần chip khoan (PTFE). Mỗi vật liệu có thể khác nhau do chất độn của mỗi vật liệu PTFE, lựa chọn vải thủy tinh, v.v. Với phân tích trên, chúng tôi sẽ tập trung chủ yếu vào việc lựa chọn nắp giếng, kiểm tra thông số khoan, loại bit

a. Lựa chọn nắp đệm lý tưởng hiện nay là sử dụng vật liệu nhựa phenolic làm nắp đệm. Tấm này tương đối cứng, nhưng nhựa phenolic

b. Kiểm tra thông số

1. Phương pháp thử nghiệm Người kiểm tra thử nghiệm các thông số khoan của vật liệu lần đầu tiên, không thể hiểu chính xác hơn các đặc tính khoan của vật liệu. Theo nguồn cấp dữ liệu khoan duy nhất (các thông số toàn diện về tốc độ và nguồn cấp dữ liệu), các thông số khoan của PTFE được chuẩn hóa. Và dựa trên phân tích thực nghiệm và lý thuyết, một số tổ hợp tham số có xác suất thấp hơn đã được loại bỏ.

Trên cơ sở này, một phạm vi lớn hơn của các kết hợp tham số được thực hiện theo hướng này. Sau khi thử nghiệm hoàn tất, các tham số được kết hợp trong phạm vi nhỏ này để xác định các tham số chính xác hơn. 2. Công cụ chọn công cụ Chúng tôi chọn đường kính sau làm công cụ kiểm tra: 5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、3.0mm、3.2mm、4.5mm。

4. Sau khi khoan phương pháp thử nghiệm, rửa sạch bằng nước áp suất cao hai lần, nhìn bên trong lỗ bằng kính lúp dưới ánh sáng mạnh 25 lần và đánh giá bên trong lỗ bằng kính lúp 25 lần. Cuối cùng, bằng cách điều tra tình trạng của bit quấn và độ mòn của bit, hãy tạo một phần để quan sát tình trạng khoan, xác định số lượng lỗ tối đa được sử dụng bởi bit. Đối với 5 thử nghiệm tác động cuối cùng, độ tin cậy của nó được xác nhận.

3.2 Mạ xốp Do tính cực nhỏ của vật liệu PTFE, không dễ kết hợp với các vật liệu khác, rất khó để chìm đồng và cần phải tìm cách. Đồng thời, vì các lỗ khoan chắc chắn sẽ để lại sợi và nhựa không cắt dính vào tường lỗ. Về sự khác biệt giữa vật liệu PTFE và FR-4, chúng tôi chủ yếu tập trung vào việc khử khoan (loại bỏ các lỗ khoan tường lỗ và độ bám dính của chúng) và đảm bảo độ tin cậy của đồng chìm.

Vì vật liệu PTFE rất khó để chìm đồng, hiện tại các tấm đa lớp nhúng đồng sử dụng phương pháp nhúng đồng ba lần và mạ ba lần. Xử lý khử khoan và kích hoạt PLASMA là cần thiết để đảm bảo độ tin cậy của PTH.

Do tính mềm mại của vật liệu PTFE, swing trong bể mạ có thể dễ dàng phá vỡ tấm hoặc làm cho tấm đáng tin cậy trong quá trình mạ.

3.3 Mặt nạ hàn phẳng (mạ vàng) Vật liệu PTFE chính nó có lực liên kết nhỏ với mực. Vì các tấm lõi vật liệu PTFE được ép lại với nhau, PTFE và mực được áp dụng lên bề mặt để ngăn chặn sự thất bại của lớp kích hoạt bề mặt, dẫn đến độ bám dính kém giữa mực và tấm. Tốt lắm.

Một phương pháp xử lý khác là cần thiết để kích hoạt bề mặt của vật liệu PTFE khắc bằng plasma. Các yếu tố ảnh hưởng đến lực liên kết mực bao gồm thiệt hại cơ học, chẳng hạn như đánh răng, trầy xước, va đập, v.v., do đó, lớp kháng hàn là do lỗ chân lông của vật liệu PTFE. Tình trạng của bề mặt tường không tốt lắm, lớp phủ đồng đầu tiên của bức tường lỗ sẽ làm cho chất lỏng của bức tường lỗ bay hơi quá nhanh, dẫn đến hiện tượng phồng rộp lỗ và các hiện tượng khác.

Quyết định sơ bộ là từng bước nâng cấp các tham số cố định sau khi đánh giá. Tương tự như vậy, chúng tôi đã xác định các thông số của tấm nướng sau hóa chất niken-vàng thông qua các thí nghiệm với các thông số của tấm nướng trước khi san lấp mặt bằng.

Sau khi vàng tan chảy, thời gian nướng quá dài và khả năng hàn không đủ, hàn ngược có thể gây ra sự phân tầng và phồng rộp, vì vậy các thông số nướng cần được đánh giá.

3.3.1 Đánh giá khoảng thời gian từ khắc đến in mực. Sau khi khắc, chờ 6 giờ, 8 giờ, 12 giờ, 16 giờ, 24 giờ và 36 giờ để khởi động băng 3M và kiểm tra cấu trúc mực.

3.3.2 Xác định các thông số bảo dưỡng sau của mực Kiểm tra các thông số lưu hóa sau của mực.

3.3 PTFE tấm nhiều lớp Sau khi giải quyết các vấn đề trên, những khó khăn của tấm nhiều lớp chủ yếu tập trung vào kiểm soát quá trình, cán, khoan và ngâm đồng. Hiện tại, tấm nhiều lớp về cơ bản đã hoàn thành kiểm tra các thông số nén, và vấn đề khoan là tương đối lớn. Không có PLASMA,

3.3.1 Thông số ép a. Điều kiện ép Do nhiệt độ ép cao của tấm liên kết PTFE, ban đầu chúng tôi lo lắng về vấn đề ép. Nhiệt độ ép tối đa là 220 độ C và các thông số áp suất do nhà cung cấp cung cấp cũng tương đối nhỏ (700 ½ 1400Kpa).

Theo các thông số trên, sức mạnh lột của cả hai máy ép nhỏ hơn 0,4N/mm; Trong khi đó, tốc độ gia nhiệt là cho đến khi chúng tôi điều chỉnh nhiệt độ bắt đầu đến 190 độ C, nhiệt độ tối đa đến 228 độ C (nhiệt độ thực tế của phần nhiệt độ cao là 235 độ C), giảm giấy kraft xuống 12 tờ (8 tờ hai lần, 4 tờ một lần) và sau khi áp suất tăng lên 2500Kpa, độ bền lột đạt 1,2N/mm hoặc cao hơn (TACONIC là 1,6N/mm, Neclo là 1,27N/mm).

Sau 5 cú sốc nhiệt trong quá trình nén này, sự phân tầng bên trong của tấm dính lỗ xảy ra, nhưng điều này có thể chấp nhận được. Các bức tường lỗ của tấm lõi đang trong tình trạng tốt và các khu vực không có lỗ đang trong tình trạng tốt.

Sau 10 cú sốc nhiệt, hiện tượng phân tầng là nghiêm trọng và hiện tượng phân tầng cũng xảy ra ở khu vực không có lỗ.

Hiện tượng phân tầng của 5 và 10 cú sốc nhiệt NECLO thậm chí còn nghiêm trọng hơn. Ban đầu chúng tôi chọn HT1.5 của TACONIC làm tấm liên kết cho các tấm nhiều lớp, nhưng nhiệt độ 235 độ C về cơ bản là giới hạn của máy ép, vì chúng tôi thấy rằng tốc độ ép và sưởi ấm khác nhau theo các thông số khác nhau, sự khác biệt tối đa có thể lên đến 8 phút.

Do đó, tại thời điểm sản xuất chính thức, mỗi lớp được đặt b. Kiểm soát hoạt động hiện trường (a) Kiểm soát hiện trường

1. Thông số ép 3.3.2 Vấn đề chính được tìm thấy trong quá trình khoan tấm nhiều lớp PTFE không chỉ là vấn đề bảng điều khiển kép, vấn đề nổi bật nhất là các mảnh vụn được quấn quanh mũi khoan. Mũi khoan được quấn quanh lỗ đầu tiên. Do đó, quấn bit giữa £ 1.0mm ½. Vì vậy, sau khi thảo luận, chúng tôi quyết định tạo ra một loại mũi khoan mới để giải quyết vấn đề này.

3.3.3 Mạ đồng chìm Do không có liên kết với công ty gia công phần mềm PLASMA, mô hình đầu tiên của chúng tôi không được gia công phần mềm. Sử dụng các quy trình sau: khoan lớp ngoài - tấm sấy - rửa nước áp suất cao hai lần - đồng chìm (đi khoan trong 10 phút) - đồng chìm dày (không làm dày đồng chìm (không có bụi bẩn khoan) - mạ toàn bộ tấm.

Nếu được xử lý bằng PLASMA, hãy sử dụng quy trình sau (độ tin cậy của hai lần chìm đồng yêu cầu kiểm tra lỗ khoan bên ngoài - rửa nước áp suất cao hai lần - tấm sấy - PLASMA - đồng chìm (bụi bẩn không khoan) - dày - đồng chìm - mạ toàn bộ tấm.

3.3.4 Làm mẫu trực tuyến có một tấm mẫu (bộ phân phối vi sóng, tấm 12 lớp), nhưng sau khi mực được bảo dưỡng, nướng trực tiếp ở 150 ° C, tấm sẽ phồng rộp trong vòng 7 phút và chín tấm đã bị loại bỏ. 8 đô.

Tiếp tục đi ra phía sau bảng. PCB nhiều lớp bảng mạch, các nhà sản xuất bảng mạch coi là chế biến bảng mạch mạnh, chế biến bảng mềm, chế biến bảng Rogers, kiểm tra nhanh bảng mạch, là nền tảng của toàn bộ thiết kế hệ thống PCB.

Nếu thiết kế laminate bị lỗi, hiệu suất EMC sẽ được tối đa hóa.

1. Mỗi lớp cáp phải có một lớp tham chiếu liền kề (lớp điện hoặc lớp hình thành);

2. Các lớp điện chính liền kề và các tầng hình thành nên được giữ ở khoảng cách tối thiểu để cung cấp điện dung ghép nối lớn hơn;

Dưới đây là danh sách xếp chồng từ bảng hai lớp đến bảng mười lớp: bảng PCB và bảng PCB hai mặt xếp chồng bức xạ EMI, nguyên nhân chính của hiện tượng này là không chỉ tạo ra bức xạ điện từ mạnh,

Và làm cho mạch nhạy cảm với nhiễu bên ngoài. Từ quan điểm tương thích điện từ, tín hiệu quan trọng chủ yếu đề cập đến tín hiệu tạo ra bức xạ mạnh, có thể tạo ra tín hiệu bức xạ mạnh thường là tín hiệu định kỳ, chẳng hạn như đồng hồ hoặc địa chỉ.

Trong thiết kế tương tự tần số thấp 10KHz: dấu vết nguồn điện trên cùng một lớp được định tuyến xuyên tâm và tổng chiều dài đường dây được giảm thiểu;

Khi dây điện và dây mặt đất được kết nối, chúng nên ở gần nhau; Đặt một đường dây mặt đất bên cạnh đường tín hiệu phím. Đường mặt đất tạo thành một khu vực vòng lặp nhỏ hơn và làm giảm sự can thiệp của bức xạ mô đun vi sai vào thế giới bên ngoài. Sau khi nối đất,

Hình thành vòng lặp có diện tích nhỏ nhất. Nếu mạch tín hiệu là một bảng hai lớp, nó có thể ở phía bên kia của bảng, ngay dưới đường tín hiệu, dọc theo một đường càng rộng càng tốt.

Diện tích vòng lặp được hình thành theo cách này bằng với độ dày của bảng nhân

1. SIG "GND (PWR);

2. GND, SIG (PWR), SIG, GND; 1.6mm (62mil) tấm dày. Nó không chỉ bất lợi cho việc kiểm soát trở kháng, ghép nối giữa các lớp và che chắn; Đặc biệt là hiệu suất EMI của hệ thống nguồn điện SI không tốt lắm, chủ yếu là kiểm soát thông qua các chi tiết như dây cáp.

Sự hình thành chính được đặt trên lớp kết nối của lớp tín hiệu dày đặc nhất, có lợi cho việc hấp thụ và ức chế bức xạ; Tăng quy tắc 20H. Cung cấp domain ( Lớp PCB bên ngoài của chương trình này là lớp nối đất và hai lớp giữa là lớp nguồn.

Nguồn điện trên lớp tín hiệu sử dụng dây cáp rộng, có thể làm cho trở kháng đường dẫn của dòng điện thấp và điều khiển EMI. Đây là cấu trúc PCB 4 lớp tốt nhất hiện nay.

Lưu ý chính: Hai lớp giữa tín hiệu và nguồn điện được trộn với trở kháng dấu vết 20H. Các giải pháp trên nên được bố trí rất cẩn thận để sắp xếp dấu vết giữa nguồn điện và mặt đất. Ngoài ra, đồng trên nguồn điện hoặc hình thành nên được kết nối với nhau càng nhiều càng tốt. Đảm bảo kết nối tần số thấp.

Thiết kế của bảng 6 lớp đề xuất phương pháp xếp chồng:

"GND"； Chương trình cán này cho phép tính toàn vẹn tín hiệu tốt hơn, các lớp tín hiệu và hình thành được ghép nối với các lớp nguồn và hình thành, cho phép kiểm soát tốt hơn trở kháng của mỗi lớp dây,

Cả hai tầng đều có khả năng cung cấp một lớp tín hiệu tốt hơn cho mỗi tầng khi cả hai tầng nguồn và tầng mặt đất đều là SIG GND PWR SIG GND hoàn chỉnh; Giải pháp này chỉ phù hợp khi mật độ thiết bị không cao. Lớp laminate này có và mặt phẳng nối đất của lớp trên cùng và lớp dưới cùng tương đối hoàn chỉnh, có thể là lựa chọn tốt hơn.

Điều quan trọng cần lưu ý là lớp nguồn phải gần với lớp bề mặt không phải là yếu tố chính, vì EMI dưới cùng hoạt động tốt hơn so với giải pháp đầu tiên.

Khoảng cách giữa tầng điện và tầng nối nên được giảm thiểu để có được độ dày tấm 62mil tốt. Mặc dù khoảng cách giữa các lớp được giảm, nhưng không dễ để kiểm soát khoảng cách giữa nguồn điện chính và các lớp.

So sánh sơ đồ đầu tiên với sơ đồ thứ hai, chi phí cho phương pháp thứ hai là quy tắc 20H

Quy tắc thiết kế

A: Đây không phải là một phương pháp xếp chồng tốt do sự hấp thụ điện từ kém và trở kháng nguồn lớn.

1. Tín hiệu 1 phần tử bề mặt, microband dây lớp

2. Tín hiệu 2 lớp dây microband bên trong, lớp dây tốt hơn (hướng X)

3. Mặt đất

4. Tín hiệu 3 lớp dây ribbon, lớp dây tốt hơn (hướng Y)

5. Tín hiệu 4 lớp dây Ribbon

6. Nguồn điện

7. Tín hiệu 5 lớp dây microband bên trong

8. Các lớp dấu vết vi tín hiệu 6 là một biến thể của phương pháp cán lớp thứ ba. Nó có hiệu suất EMI tốt hơn nhờ lớp tham chiếu được thêm vào.