Painettujen piirilevyjen pitkäaikaisen vakaan toiminnan varmistamiseksi lämpötilassa -55 °C - 125 °C tarvitaan systemaattista ohjausta neljältä ydinulottuvuudelta: materiaalin valinta, rakennesuunnittelu, prosessinohjaus ja verifiointitestaukset, jotka vastaavat ankarien skenaarioiden, kuten teollisuuden ohjaus, autoelektroniikka, ilmailu jne., laajoja lämpötilavaatimuksia.
Perusmateriaalin valinta
Alustan valinta: Suosittelemme korkeita lämpötiloja kestäviä levyjä, joiden Tg on suurempi tai yhtä suuri kuin 170 astetta, kuten Shengyi S1170, jonka X/Y-akselin CTE on pienempi tai yhtä suuri kuin 13 ppm/aste, jotta vältetään alustan pehmeneminen ja muodonmuutos 125 asteessa; Rogersin RO4350B hiilivetykeraamikomposiittilevy voidaan valita korkeataajuisiin skenaarioihin, jotta voidaan varmistaa vakaat Dk/Df-parametrit laajalla lämpötila-alueella.
Apumateriaalien sovitus: Juotosestoksessa käytetään aurinkomustetta SF-600 korkean lämpötilan tyyppiä, jolla ei ole värimuutoksia tai kuoriutumista 1000 tunnin jälkeen 150 asteessa; Pintakäsittelyssä käytetään kemiallista nikkelikultapinnoitusprosessia, jossa nikkelikerros on 3–5 μm ja kultakerros 0,1–0,2 μm, mikä tasapainottaa hapettumisenkestävyyden ja juotosliitoksen luotettavuuden.
Juotosvalikoima: SnAgCu lyijytöntä juotetta (Sn96.5Ag3.0Cu0.5) käytetään sulamispisteellä 217 astetta täyttämään juotosliitosten virumislujuusvaatimukset laajoissa lämpötilasykleissä ja välttämään juotosliitosten pehmenemistä ja halkeilua korkeissa lämpötiloissa.
Rakennesuunnittelun optimointi
Terminen jännityksenpoistorakenne: Piirilevyn reunaan on varattu lämpölaajenemisvara, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 0,5 mm, ja avainalueille on asetettu 0,3 mm leveä jännitysura, jotta vältetään levyn halkeilu lämpötilan vaihtelun aikana. Analoginen signaalilinkki käyttää kaarevaa johdotusta jännityksen keskittymispisteiden vähentämiseksi.
Kuparitasapainon ja huokosrakenteen optimointi: Valvo tiukasti kuparin jakautumisen tasaisuutta koko levyssä välttääksesi liiallisten paikallisten kuparin paksuuksien erojen aiheuttaman vääntymisen; Läpimenevässä reiässä on paksunnettu kuparirakenne, ja HDI-mikroreiän halkaisijaa säädetään 0,1 mm:n sisällä aksiaalisen vetolujuuden parantamiseksi.
Lämmönhallinnan asettelu: Tehoalueella on "verkko+kiinteä" -komposiittikuparinen pintarakenne yhdistettynä lämpöläpivientiin nopeaa lämmönjohtamista varten; Lämmityskomponenttien hajautettu asettelu lämmön kertymisen aiheuttaman paikallisen ylikuumenemisen välttämiseksi.
Prosessin ohjaus
Puristus ja reikäkäsittely: askelpuristusparametrien tarkka säätö, kuumennusnopeus Alle tai yhtä suuri kuin 2 astetta/min, vapauttaa täysin sisäisen jännityksen ja ohjaa monikerroksisten levyjen vääntymistä yli 20 kerroksen alle 0,5 %; Optimoi porausjätteen poistoprosessi ja reiän seinämän karhentaminen varmistaaksesi kuparipinnoitteen tasaisuuden ja kerrosten välisen tarttumisen reiässä.
Hitsausprosessin optimointi: Reflow-juotos käyttää typen suojausta (happipitoisuus enintään 500 ppm) ja asettaa kohtuulliset lämpötilavyöhykekäyrät: esilämmitysvyöhyke 150 astetta ± 10 astetta /60s, vakiolämpötila-alue 180 astetta ± 10 astetta /80s, huippupaksuus 245 astetta / MC1 ±55 astetta / 1 kerroksen juotosliitosta säädetään 0,5-3 μm:ssä jäännösjännityksen vähentämiseksi.
Täydellinen prosessin laadunvalvonta: AOI:n automaattisen optisen tarkastuksen, röntgensäteellä juotosliitoksen aukkojen havaitsemisen (tyhjäysnopeus enintään 5 %) ja mikroviipaleanalyysin avulla prosessivirheet tunnistetaan koko prosessin aikana piilotettujen rakenteellisten vaarojen välttämiseksi.
Laaja lämpötilan tarkistus ja suojaus
Standardoitu ympäristötestaus: IPC-TM-650 2.6.7- ja MIL-STD-202-standardien mukaisesti suorita 1000 lämpötila-sykliä -55 astetta ~ 125 astetta, jotka edellyttävät impedanssin muutosnopeutta enintään 5 % ja eristysvastusta, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 100 M Ω kierron jälkeen; lisää kylmä- ja kuumashokkitestaus äärimmäisissä skenaarioissa, suorita korkean ja matalan lämpötilan vaihto 1 minuutissa ja seulo nopeasti lämpöväsymisvirheet.
Lisäsuojan tehostaminen: Tärkeimmät tuotteet voidaan päällystää silikonipohjaisella kolminkertaisella maalilla tai ultraohualla fluorinanopinnoitteella kosteuden ja syövyttävän materiaalin eristämiseksi, mutta ne eivät häiritse suurtaajuisten signaalien siirtoa. Voimakkaassa tärinäskenaariossa fr4-raudoitustankoja voidaan lisätä paikallisesti parantamaan edelleen rakenteellista tärinänkestävyyttä.