Suuri nopeuskorkeataajuinen piirilevyon huippuluokan{0}}laitteiden, kuten 5G-tukiasemien, tekoälypalvelimien, ajoneuvoon asennettujen millimetriaaltotutkaiden, satelliittiviestinnän jne., signaalinsiirron ydin. Sen valmistuksen ydintavoite on saavuttaa alhainen signaalihäviö, tarkka impedanssin sovitus ja korkea signaalin eheys. Vaatimukset materiaalin valinnalle ja prosessin täydelliselle ohjaukselle ovat paljon korkeammat kuin tavallisille FR-4-piirilevyille.
Materiaalivalinnan pääkohdat
Materiaalit muodostavat perustan nopeiden ja korkeataajuisten painettujen piirilevyjen suorituskyvyn määrittämisessä, ja järjestelmällinen valinta on suoritettava kolmen keskeisen ulottuvuuden ympärillä: pieni häviö, korkea vakaus ja prosessin mukautuvuus.
1. Ydinsubstraatin valinta
Substraatin dielektriset ominaisuudet määräävät suoraan signaalin lähetyksen laadun, ja valinnan tulee noudattaa nelivaiheista logiikkaa "nopeuden määritystaso, ympäristön määrityksen stabiilisuus, rakenteen määritysprosessin mukauttaminen ja erämäärityskustannukset":
Keskeiset indikaattorivaatimukset: Dielektrisyysvakion (Dk) tulee olla vakaa välillä 2,0 - 4,0 ja vaihtelun tulee olla alle ± 0,05 laajalla taajuus- ja lämpötila-alueella; Dielektrinen häviökerroin (Df) on alle 0,002-0,005 taajuudella 10 GHz; Veden absorptionopeus on alle 0,02 %; Lämpölaajenemiskerroin (CTE) vastaa kuparikalvoa, noin 17 ppm/aste.
Yleiset substraatin mukautusskenaariot:
PTFE (polytetrafluorieteeni) -sarja: kuten Rogers RO3000/4000, Taconic TLY, Df niinkin alhainen kuin 0,0004, sopii millimetriaalto- ja erittäin nopeille siirtoskenaarioille yli 56 Gbps.
Hiilivetykeraamiset komposiittimateriaalit, kuten Rogers RO4350B, voidaan sekoittaa FR-4:n kanssa, mikä tasapainottaa suorituskykyä ja prosessointikustannuksia, ja ne ovat yleisin valinta 10-30 GHz:n taajuusalueella.
Modifioitu epoksihartsi: kuten Panasonic Megtron -sarjan Isola I-Tera MT40, sopii keskisuurille ja suurille nopeuksille 10-25 Gbps, yhteensopiva perinteisten lyijyttömän reflow-juotosprosessien kanssa.
Valinnan välttäminen: On ehdottomasti kiellettyä korvata korkean Noudata tiukasti materiaaleista ensin sisään, ensin ulos -periaatetta, jotta materiaalin ikääntymisen aiheuttamat dielektristen parametrien poikkeamat estetään.
2. Tukijohtimien ja apumateriaalien valinta
Kuparifolio: HVLP ultra-matalan profiilin kuparikalvo on suositeltava, jonka pinnan karheus Rz on säädetty alle 2 μm:n, mikä vähentää merkittävästi ihovaikutuksesta aiheutuvia suur-taajuisia johtimien häviöitä. Erittäin nopea linkki voi käyttää RA-valssattua kuparia saavuttaakseen äärimmäisen sileän kuparipinnan vaikutuksen.
Pintakäsittely: Korkeataajuisissa{0}}skenaarioissa suositaan hopeapinnoitus- ja OSP-orgaanisen juotosmaskiprosesseja, jotta vältetään ENIG-kultapinnoitteen nikkelikerroksen aiheuttamat ylimääräiset RF-häviöt. Käytä upotuskultaprosessia vain erittäin luotettavissa hitsaustarpeissa.
Juotoksenesto: Valitse erikoistunut korkean{0}}taajuisen juotteen estoaine, jolla on alhainen Dk ja matala Df, jotta vältät ylimääräiset liitoshäviöt ja signaalinsiirron häiriöt, jotka aiheutuvat johdotuksen peittämisestä tavallisella juotosestolla.
Koko prosessin prosessinhallinnan ydinkohdat
Nopeiden{0}}korkeataajuisten{1}}painettujen piirilevyjen massatuotannon tuotto ja suorituskyvyn tasaisuus perustuvat ainutlaatuiseen tarkkuuteen koko prosessin ajan, ja ydinprosessien ohjaustarkkuusvaatimukset ovat paljon korkeammat kuin tavallisille painetuille piirilevyille.
1. Poraus- ja taustaporaustekniikka
Käyttämällä upouutta hiomatonta poranterää, joka on yhdistetty paksuun alumiinipeitelevyyn ja korkean -tiheyden melamiinityynyn kanssa ja jonka ainutlaatuiset parametrit ovat "suuri nopeus, pieni syöttönopeus", reiän seinämän karheutta valvotaan tiukasti 20 μm:n sisällä, jotta vältetään alustan jauhettuminen ja delaminaatio.
Korkeiden{0}}signaalien jäännöspaaluhäiriöiden ongelman ratkaisemiseksi käytetään tarkkaa takaporausta säätämään syvyyden tarkkuutta 4 milin sisällä, mikä eliminoi täysin impedanssisiirtymän ja ylimääräisten reikäpylväiden aiheuttaman signaalin ylikuulumisen. Tämä on olennainen prosessi millimetriaaltopiirilevyille.
Reiän sijainnin kerrosten välinen kohdistusvirhe ei saa ylittää 0,05 mm, jotta vältetään kerrosten välisestä kohdistusvirheestä johtuvat sähköisen suorituskyvyn poikkeavuudet; Voimakkaasti kosteutta imevää levyä tulee paistaa 150 asteessa 4 tuntia porauksen jälkeen kosteuden poistamiseksi.
2. Reikien metallointiprosessi
Korkeataajuisten substraattien, kuten PTFE:n, pinnan kemiallinen inertti{0}} on erittäin vahva, eikä tavanomaisilla kuparipinnoitusmenetelmillä saavuteta luotettavaa sidosta, mikä on valmistuksen suurin vaikeus:
Plasmaaktivointia (O2/CF4/N2-yhdistelmä) tai natriumnaftaleeniliuosaktivointiprosessia käyttämällä substraatin pinnalla olevat inertit molekyyliketjut tuhoutuvat ja kuparikerroksen ja substraatin välinen sidosvoima kasvaa arvoon 1,2-1,5 N/mm.
Lisää kuparipinnoitusliuoksen pitoisuutta oikein, pidennä reaktioaikaa, kytke kuparipinnoituslangan ultraäänitoiminto pois päältä, varmista, että reiän seinämän kuparin paksuus on suurempi tai yhtä suuri kuin 25 μm, täytä IPC Class 2 -standardin 20 %:n paksuusvaatimus ja vältä Z--akselin lämpölaajenemista aiheuttavan reiän seinämän murtuman.
3. Graafinen siirto- ja etsausprosessi
Säädä viivan leveyden toleranssia tiukasti ± 2 %:n sisällä ja käytä satakertaista peiliä tarkistaaksesi viivan leveyden ja mikroliuskaviivan etäisyyden ensimmäisessä levyssä varmistaaksesi impedanssin tarkkuuden.
Ohjaa etsausnopeutta ja tasaisuutta tarkasti varmistaaksesi piirin tasaiset ja purseetta reunat, välttäen signaalin sirontaa aiheuttavat häiriöt; Jäännöskupari 2,54 mm:n etäisyydellä syövytetyn mikroliuskalinjan ympäriltä on poistettava perusteellisesti, ja jäännöskuparin kaapiminen pois terällä on ehdottomasti kielletty.
Useimpia PTFE-levyjä ei saa hioa etsauksen jälkeen kuparipinnan tasaisuuden vaurioitumisen ja lisähäviöiden estämiseksi.
4. Laminoitu prosessi
Ohjaa tarkasti kolmea pääparametria, lämpötilaa, painetta ja laminointiaikaa, varmistaen puolikovettuneen levyn (PP-levyn) tasaisen liiman virtauksen, ei kuplia tai kerrosten välistä irtoamista ja säätelee väliaineen paksuustoleranssia hyvin pienellä alueella, mikä varmistaa suoraan impedanssin tasaisuuden.
Eri materiaalien CTE-sovitus on tarkistettava monikerroksisten sekapainerakenteiden varalta, jotta vältetään reiän seinämän halkeamat ja delaminaatiohäiriöt useiden puristus- ja sulatusjuottoprosessien aikana. Ennen PTFE-levyjen laminointia niitä tulee paistaa 150 asteessa 2 tuntia kosteuden poistamiseksi ja vaahtoamisen välttämiseksi laminoinnin jälkeen.