Pri výrobe vysokofrekvenčných dosiek Rogers- sú odchýlky zarovnania laminácie a zmršťovanie materiálu hlavnými prekážkami, ktoré obmedzujú výťažnosť a ovplyvňujú výkon RF, najmä v hybridných štruktúrach Rogers+FR-4, kde sa ťažkosti s kontrolou tohto problému exponenciálne zvyšujú.
Základné príčiny dvoch základných problémov
Tri hlavné príčiny problémov s infláciou a zmršťovaním
CTE nesúlad: CTE osi Z bežného FR-4 je 50-70 ppm/stupeň, zatiaľ čo CTE osi Z materiálov Rogers na báze PTFE môže dosiahnuť 200 – 300 ppm/stupeň. Rozdiel v CTE v rovine medzi RO4350B a FR-4 môže tiež dosiahnuť 50 ppm/stupeň. Amplitúda zmršťovania počas spájkovania kompresiou a pretavením je odlišná, čo priamo spôsobuje odchýlku veľkosti, koncentráciu medzivrstvového napätia a vážne deformovanie delaminácie.
Hromadenie procesnej deformácie: Počas procesu lisovania čiastočne vytvrdená platňová (PP) živica tečie a tuhne, čo vedie ku kompresii v smere X/Y 0,08 % -0,12 %; Po vyleptaní vnútornej medenej fólie sa uvoľní valivé napätie. Keď je hrúbka medi väčšia alebo rovná 2 oz, deformačný efekt sa ešte zosilní a odchýlka viacvrstvovej dosky sa ľahko prekročí po nahromadení vrstvy po vrstve.
Anizotropia materiálu: Vysokofrekvenčný plech Rogers{0}} je ovplyvnený smerom tkania sklenených vlákien a toku živice a existujú prirodzené rozdiely v koeficientoch expanzie a kontrakcie v smere X/Y. Maximálny rozdiel v expanzii a kontrakcii medzi okrajom dosky a jadrom dosky môže dosiahnuť 0,03 % a tradičná jednotná kompenzácia mierky takéto nelineárne deformácie vôbec nedokáže pokryť.
2. Ťažkosti jadra pri vrstvení zarovnania
Tolerancia medzivrstvového posunu bežných viac{0}}vrstvových dosiek je ± 75 μm 125 μm, zatiaľ čo vysoko-frekvenčné dosky vyžadujú ovládanie v rozmedzí ± 50 μm a špičkové{5}}vysokofrekvenčné dosky HDI{6}} dokonca vyžadujú ± 25 μm. Asynchrónna expanzia a kontrakcia rôznych materiálov, ako aj akumulácia deformácií vo viacvrstvových štruktúrach môžu ľahko viesť k posunu medzivrstvového vzoru a nesprávnemu usporiadaniu otvorov, čo v konečnom dôsledku spôsobí skreslenie prenosu signálu, diskontinuitu impedancie, vnútornú skratovú odchýlku vŕtania a iné problémy so šrotom.
Systém cieleného riešenia
1. Optimalizácia predbežného materiálu a stohovania
Symetrický dizajn stohovania: Zabezpečte, aby bola celá doska symetricky rozložená okolo centrálnej vrstvy, čím sa zabráni deformácii a jednostrannej deformácii spôsobenej asymetrickými štruktúrami od koreňa.
Pridajte prechodovú vyrovnávaciu vrstvu: Vložte keramický PP a iné prechodové materiály medzi Rogers a FR-4, aby ste vyhladili prechod zmien CTE, čo môže znížiť napätie medzi vrstvami o viac ako 60 %. Zároveň vyberte špeciálnu polovytvrdenú fóliu kompatibilnú s oboma substrátmi, aby ste zlepšili fúzny efekt rozhrania.
Predúprava materiálu: Pred stlačením sa substrát Rogers vákuovo vysuší pri 80 stupňoch / 4 hodiny a PTFE substrát sa dodatočne povrchovo aktivuje, aby sa úplne odstránila vlhkosť, zlepšila sa priľnavosť k PP fóliám a zabránilo sa deformácii absorpcie vlhkosti počas následného spracovania.
2. Presná kompenzačná technológia pre cenové výkyvy
Vytvorenie dynamického kompenzačného modelu: Opustenie tradičného lineárneho škálovania s jednou hodnotou, vytvorenie nezávislých databáz expanzie a kontrakcie pre rôzne materiálové modely, hrúbky platní a vrstvy, nezávislé nastavenie kompenzačných koeficientov v smeroch X/Y a rozdelenie celej platne do viacerých oblastí mriežky so stredom platne ako počiatkom pre diferencovanú kompenzáciu, prispôsobením sa rozdielom deformácií medzi okrajmi platne a stredom platne.
Segmentované modelovanie procesného reťazca: Pre deformačné mechanizmy troch jadrových procesov po leptaní vnútornej vrstvy, lisovaní a vŕtaní sú príslušné premenné deformácie vypočítané samostatne. Údaje o expanzii a kontrakcii každého stupňa sú zahrnuté v predkompenzačnom systéme, aby sa zabránilo hromadeniu deformácie vrstva po vrstve.
Iteratívna kalibrácia údajov prvej dosky: Nastavte ciele testovania expanzie a kontrakcie a krúžky na zarovnanie medzivrstvy na vnútornej hrane procesu, zmerajte údaje cieľového posunu po stlačení prvej dosky a použite ich ako hodnotu kompenzácie pred vydaním pre následnú dávkovú výrobu, aby ste neustále opakovali a optimalizovali presnosť kompenzácie.
3. Vysoko presný proces zarovnania laminácie
Vylepšite systém polohovania: Pre vysoko-frekvenčné dosky s viac ako 20 vrstvami sa namiesto tradičného polohovania pomocou dvoch kolíkov používa metóda polohovania so štyrmi štrbinami (Pin Lam) + tavná tavenina/nitovanie, ktorá riadi základnú presnosť zarovnania v rozmedzí ± 25 μm.
Proces zahrievania a tlakového spájania krok za krokom: pomocou segmentovanej krivky zahrievania a nárastu tlaku umožňuje nízko{0}}teplotná časť živici plne tiecť a vyplniť medzery a vysoko{1}}teplotná časť dokončuje krížové-spájanie a vytvrdzovanie, čím sa predchádza lokálnym deformáciám spôsobeným rýchlym ohrevom a stratou kontroly toku lepidla; Po dokončení kompresie ho pomaly ochlaďte na izbovú teplotu pod tlakom a potom ho lisujte za studena viac ako 2 hodiny, aby sa úplne uvoľnilo zvyškové napätie medzi vrstvami.
Priame laserové zobrazovanie LDI: Nahradenie tradičnej expozície filmu zariadením LDI úplne eliminuje chyby rozťahovania a kontrakcie samotného filmu s presnosťou expozície ± 0,005 mm. Zariadenie zároveň dokáže vypočítať hodnoty expanzie a kontrakcie v reálnom-čase na základe polohovacích otvorov na okraji dosky a automaticky vykonávať adaptívnu kompenzáciu roztiahnutia grafiky.
4. Úplná detekcia procesu a kontrola uzavretého{1}}cyklu
Po stlačení sa zhoda medzi vyvŕtaným otvorom a spájkovacou podložkou 100 % skontroluje röntgenovým zariadením, aby sa zabezpečilo, že odchýlka zarovnania medzi vrstvami je riadená v rozmedzí ± 50 μm.
Vykonajte úplnú kontrolu impedancie na vrstve kľúčového signálu, aby ste si overili, či je odchýlka hrúbky média v rámci regulovateľného rozsahu a zabránili odchýlke impedancie spôsobenej nesprávnym vyrovnaním laminácie.
Vykonajte 100% test pevnosti v odlupovaní na hotovom výrobku, aby ste sa uistili, že sila spojenia medzi vrstvami je väčšia alebo rovná 1,2 kN/m, a overte stabilitu procesu laminovania z hľadiska spoľahlivosti.