При производството на високочестотни платки на Роджърс-, отклонението в подравняването на ламинацията и свиването на материала са основните пречки, които ограничават добива и влияят на RF производителността, особено в хибридните структури на Роджърс+FR-4, където трудността за контролиране на този проблем нараства експоненциално.
Основните причини за двата основни проблема
Трите основни причини за инфлацията и проблемите със свиването
CTE несъответствие: CTE по оста Z- на обикновения FR-4 е 50-70 ppm/градус, докато CTE по оста Z на базирани на PTFE материали на Роджърс може да достигне 200-300 ppm/градус. Разликата в CTE в равнината между RO4350B и FR-4 може също да достигне 50 ppm/градус. Амплитудата на свиване по време на компресия и повторно запояване е различна, което директно причинява отклонение в размера, концентрация на междуслойно напрежение и силно изкривяване на разслояването.
Натрупване на деформация в процеса: По време на процеса на компресия, полувтвърдената листова (PP) смола тече и се втвърдява, което води до компресия в посока X/Y от 0,08% -0,12%; След ецване на вътрешното медно фолио напрежението при търкаляне се освобождава. Когато дебелината на медта е по-голяма или равна на 2oz, ефектът на деформация ще бъде допълнително усилен и отклонението на многослойната плоскост лесно се превишава след натрупване слой по слой.
Анизотропия на материала: високо{0}}честотният лист на Роджърс се влияе от посоката на тъкане на стъклени влакна и потока на смола и има естествени разлики в коефициентите на разширение и свиване в посока X/Y. Максималната разлика в разширението и свиването между ръба на платката и ядрото на платката може да достигне 0,03%, а традиционната унифицирана компенсация на мащаба изобщо не може да покрие такива нелинейни деформации.
2. Основни трудности при ламинираното подравняване
Толерансът на междуслойното отместване на обикновените много-слойни платки е ± 75 μm 125 μm, докато високо-честотните платки изискват контрол в рамките на ± 50 μm, а високо-HDI високо{6}}честотните платки дори изискват ± 25 μm. Асинхронното разширяване и свиване на различни материали, както и натрупването на деформация в много-слойни структури, могат лесно да доведат до изместване на междуслойния модел и разместване на отворите, което в крайна сметка причинява изкривяване на предаването на сигнала, прекъсване на импеданса, вътрешно късо отклонение при пробиване и други проблеми със скрап.
Система за целеви решения
1. Предварителна оптимизация на материала и подреждането
Симетричен дизайн на подреждане: Уверете се, че цялата дъска е симетрично разпределена около централния слой, избягвайки изкривяване и едностранна деформация, причинена от асиметрични структури от корена.
Добавяне на преходен буферен слой: Поставете ПП с керамичен пълнеж и други преходни материали между Роджърс и FR-4, за да изгладите прехода на промените на CTE, което може да намали напрежението между слоевете с повече от 60%. В същото време изберете специален полувтвърден лист, съвместим с двата субстрата, за да подобрите ефекта на сливане на интерфейса.
Предварителна обработка на материала: Преди компресия субстратът на Роджърс се изсушава във вакуум при 80 градуса /4 часа, а PTFE субстратът е допълнително повърхностно активиран, за да се премахне напълно влагата, да се подобри адхезията с PP листове и да се избегне деформация на абсорбцията на влага по време на последваща обработка.
2. Прецизна технология за компенсиране на колебанията в цените
Създаване на динамичен модел на компенсация: Изоставяне на традиционното линейно мащабиране с една стойност, създаване на независими бази данни за разширяване и свиване за различни модели на материали, дебелини на плочи и слоеве, задаване на коефициенти на компенсация независимо в посоките X/Y и разделяне на цялата плоча на множество региони на мрежата, с центъра на плочата като източник за диференцирана компенсация, адаптиране към разликите в деформацията между ръбовете на плочата и плочата център.
Сегментирано моделиране на веригата на процеса: За механизмите на деформация на трите основни процеса след ецване, пресоване и пробиване на вътрешния слой, съответните променливи на деформация се изчисляват отделно. Данните за разширението и свиването на всеки етап са включени в системата за предварителна компенсация, за да се избегне натрупването на деформация слой по слой.
Итеративно калибриране на данните за първата платка: Настройте тестови мишени за разширение и свиване и пръстени за подравняване на междуслойния слой на вътрешния ръб на процеса, измерете данните за целевото отместване след натискане на първата платка и ги използвайте като стойност на компенсация преди освобождаване за последващо партидно производство за непрекъснато повторение и оптимизиране на точността на компенсацията.
3. Процес на подравняване на ламиниране с висока точност
Система за надграждане на позициониране: За високо{0}}честотни платки с повече от 20 слоя се използва метод за позициониране с четири слота (Pin Lam)+композитен метод за топене/нитове вместо традиционното позициониране с два щифта, като се контролира основната точност на подравняване в рамките на ± 25 μm.
Стъпка по стъпка процес на нагряване и свързване под налягане: възприемайки сегментирана крива на нагряване и повишаване на налягането, секцията с ниска-температура позволява на смолата да тече напълно и запълва празнините, а секцията с висока-температура завършва кръстосано-свързване и втвърдяване, избягвайки локална деформация, причинена от бързо нагряване и загуба на контрол на потока на лепилото; След като пресоването приключи, бавно го охладете до стайна температура под налягане и след това го пресовайте на студено за повече от 2 часа, за да освободите напълно остатъчното напрежение между слоевете.
LDI директно лазерно изобразяване: Замяната на традиционното експониране на филм с LDI оборудване напълно елиминира грешките при разширяване и свиване на самия филм с точност на експониране от ± 0,005 mm. В същото време оборудването може да изчислява стойностите на разширение и свиване в реално-време въз основа на дупките за позициониране на ръба на дъската и автоматично да извършва адаптивна компенсация на разтягане на графиките.
4. Пълно откриване на процеса и управление на затворен-контур
След компресията съвпадението между пробития отвор и подложката за запояване се проверява 100% от рентгеново оборудване, за да се гарантира, че отклонението на подравняването на междинния слой се контролира в рамките на ± 50 μm.
Извършете пълна проверка на импеданса на ключовия сигнален слой, за да проверите дали отклонението на дебелината на носителя е в рамките на контролируем диапазон и избягвайте отклонение на импеданса, причинено от неправилно подравняване на ламинацията.
Проведете 100% тест за якост на отлепване на готовия продукт, за да се уверите, че силата на свързване на междинния слой е по-голяма или равна на 1,2 kN/m, и проверете стабилността на процеса на ламиниране от гледна точка на надеждността.