Kiel ni ĉiuj scias, la bazaj propraĵoj de PCB (presita cirkvito) dependas de la agado de ĝia substrata materialo. Tial, por plibonigi la agadon de la cirkvito, la agado de la substrata materialo unue devas esti optimumigita. Ĝis nun, diversaj novaj materialoj estas evoluigitaj kaj aplikataj por plenumi la postulojn de novaj teknologioj kaj merkataj tendencoj.

En la lastaj jaroj, presitaj cirkvitoj spertis transformon. La merkato plejparte ŝanĝiĝis de tradiciaj aparataj produktoj kiel labortablaj komputiloj al sendrataj komunikadoj kiel serviloj kaj porteblaj terminaloj. Poŝtelefonaj komunikadaj aparatoj reprezentitaj per inteligentaj telefonoj antaŭenigis la disvolviĝon de alt-densecaj, malpezaj kaj multfunkciaj PCB-oj. Se ne ekzistas substrata materialo, kaj ĝiaj procezaj postuloj estas proksime rilataj al la agado de la PCB, la teknologio de presita cirkvito neniam realiĝos. Tial, la elekto de substrata materialo ludas esencan rolon por havigi la kvaliton kaj fidindecon de la PCB kaj la fina produkto.

Plenumu la bezonojn de alta denseco kaj fajnaj linioj

• Postuloj por kupra folio

Ĉiuj PCB-tabuloj moviĝas al pli alta denseco kaj pli fajnaj cirkvitoj, precipe HDI PCB (High Density Interconnect PCB). Antaŭ dek jaroj, HDI PCB estis difinita kiel PCB, kaj ĝia linilarĝo (L) kaj liniinterspaco (S) estis 0.1mm aŭ malpli. Tamen, la nunaj normaj valoroj de L kaj S en la elektronika industrio povas esti tiel malgrandaj kiel 60 μm, kaj en progresintaj kazoj, iliaj valoroj povas esti tiel malaltaj kiel 40 μm.

Kiel determini vian PCB-substratan materialon

La tradicia metodo de cirkvitdiagramformado estas en la bildiga kaj akvaforta procezo. Kun la apliko de maldikaj kupraj foliaj substratoj (kun dikeco en la gamo de 9μm ĝis 12μm), la plej malalta valoro de L kaj S atingas 30μm.

Pro la alta kosto de maldika kupra folio CCL (Copper Clad Laminate) kaj multaj difektoj en la stako, multaj PCB-fabrikistoj emas uzi la akvafort-kupran folio-metodon, kaj la kupra folio dikeco estas fiksita al 18μm. Fakte, ĉi tiu metodo ne estas rekomendita ĉar ĝi enhavas tro da proceduroj, la dikeco estas malfacile kontroli kaj kondukas al pli altaj kostoj. Kiel rezulto, maldika kupra folio estas pli bona. Krome, kiam la L kaj S-valoroj de la tabulo estas malpli ol 20μm, la norma kupra folio ne funkcias. Fine, oni rekomendas uzi ultra-maldikan kupran folion, ĉar ĝia kupra dikeco povas esti ĝustigita en la gamo de 3μm ĝis 5μm.

Aldone al la dikeco de la kupra folio, nunaj precizeccirkvitoj ankaŭ postulas kupran foliosurfacon kun malalta malglateco. Por plibonigi la ligan kapablon inter la kupra folio kaj la substrata materialo kaj certigi la senŝeligan forton de la konduktoro, malglata prilaborado estas farita sur la kupra folio, kaj la ĝenerala malglateco de la kupra folio estas pli granda ol 5μm.

Enkonstruado de ĝiba kupra folio kiel la baza materialo celas plibonigi ĝian senŝeligan forton. Tamen, por kontroli la plumboprecizecon for de troakvaforto dum cirkvito akvaforto, ĝi tendencas kaŭzi ĝibaj malpurigaĵoj, kiuj povas kaŭzi fuŝkontakton inter linioj aŭ malkreskon en izolaj kapacito, kiu precipe influas bonajn cirkvitojn. Tial, kupra folio kun malalta malglateco (malpli ol 3 μm aŭ eĉ 1.5 μm) estas postulata.

Kvankam la malglateco de la kupra folio estas reduktita, estas ankoraŭ necese konservi la senŝeligan forton de la konduktoro, kio kaŭzas specialan surfacan traktadon sur la surfaco de la kupra folio kaj la substrata materialo, kiu helpas certigi la senŝeligan forton de la. konduktoro.

• Postuloj por izolaj dielektrikaj lamenaĵoj

Unu el la ĉefaj teknikaj karakterizaĵoj de HDI PCB kuŝas en la konstruprocezo. La ofte uzata RCC (rezino kovrita kupro) aŭ prepreg epoksia vitroŝtofo kaj kupra folilaminado malofte kondukas al bonaj cirkvitoj. Ĝi nun inklinas uzi SAP kaj MSPA, kio signifas la aplikon de izola dielektrika filmo lamenigita senelektrola kupro tegado por produkti kuprajn konduktajn ebenojn. Ĉar la kupra aviadilo estas maldika, fajnaj cirkvitoj povas esti produktitaj.

Unu el la ĉefaj punktoj de SAP estas lamenigi dielektrajn materialojn. Por plenumi la postulojn de alt-densecaj precizecaj cirkvitoj, iuj postuloj devas esti prezentitaj por lamenaj materialoj, inkluzive de dielektraj propraĵoj, izolado, varmorezisto kaj ligo, kaj ankaŭ teknika adaptebleco kongrua kun HDI-PCB.

En tutmonda semikonduktaĵpakado, IC-pakaĵsubstratoj estas konvertitaj de ceramikaj substratoj al organikaj substratoj. La tonalto de FC-pakaĵsubstratoj iĝas pli kaj pli malgranda, do la nuna tipa valoro de L kaj S estas 15 μm, kaj ĝi estos pli malgranda.

La agado de plurtavolaj substratoj devas emfazi malaltajn dielektrajn ecojn, malaltan koeficientan termikan ekspansion (CTE) kaj altan varmegan reziston, kiu rilatas al malmultekostaj substratoj, kiuj plenumas la rendimentajn celojn. Nuntempe, MSPA-izolado dielektrika stakteknologio estas kombinita kun maldika kupra folio por esti uzata en la amasproduktado de precizecaj cirkvitoj. SAP estas uzata por produkti cirkvitajn ŝablonojn kun kaj L kaj S-valoroj malpli ol 10 μm.

La alta denseco kaj maldikeco de PCB-oj kaŭzis HDI-PCB-ojn transiri de laminado kun kernoj al kernoj de iu ajn tavolo. Por HDI-PCB-oj kun la sama funkcio, la areo kaj dikeco de PCB-oj interligitaj sur iu ajn tavolo estas reduktitaj je 25% kompare kun tiuj kun kernaj lamenaĵoj. Estas necese apliki pli maldikan dielektrikan tavolon kun pli bonaj elektraj propraĵoj en ĉi tiuj du HDI-PCB-oj.

Postulas eksporton de altfrekvenco kaj alta rapideco

Elektronika komunikadoteknologio varias de kablita ĝis sendrata, de malaltfrekvenco kaj malalta rapideco ĝis altfrekvenco kaj alta rapido. La agado de saĝtelefonoj evoluis de 4G al 5G, postulante pli rapidajn dissendrapidojn kaj pli grandajn dissendvolumojn.

La apero de la tutmonda nuba komputika epoko kaŭzis multoblan pliiĝon de datumtrafiko, kaj estas klara tendenco por altfrekvencaj kaj altrapidaj komunika ekipaĵo. Por plenumi la postulojn de altfrekvenca kaj altrapida transdono, krom redukto de signala interfero kaj konsumo, signala integreco kaj fabrikado kongruas kun la projektaj postuloj de PCB-dezajno, alt-efikecaj materialoj estas la plej grava elemento.

La ĉefa laboro de inĝeniero estas redukti la ecojn de elektra signalperdo por pliigi PCB-rapidecon kaj solvi signalajn integrecajn problemojn. Surbaze de la pli ol dek jaroj da produktadservoj de PCBCart, kiel ŝlosila faktoro influanta la elekton de substrata materialo, kiam la dielektrika konstanto (Dk) estas pli malalta ol 4 kaj la dielektrika perdo (Df) estas pli malalta ol 0.010, ĝi estas rigardata kiel meza Dk/Df lamenaĵo Kiam Dk estas pli malalta ol 3.7 kaj Df estas pli malalta ol 0.005, ĝi estas konsiderita malalta Dk/Df lamenaĵo. Nuntempe, diversaj substrataj materialoj estas haveblaj sur la merkato.

Ĝis nun, ekzistas ĉefe tri specoj de kutime uzataj altfrekvencaj cirkvittablaj substrataj materialoj: fluor-bazitaj rezinoj, PPO aŭ PPE-rezinoj kaj modifitaj epoksiaj rezinoj. Fluoraj serioj dielektrikaj substratoj, kiel ekzemple PTFE, havas la plej malsuprajn dielektrajn trajtojn kaj estas kutime uzitaj por produktoj kun ofteco de 5 GHz aŭ pli alta. La modifita epoksia rezino FR-4 aŭ PPO-substrato taŭgas por produktoj kun frekvenca gamo de 1GHz ĝis 10GHz.

Komparante la tri altfrekvencajn substratajn materialojn, epoksia rezino havas la plej malaltan prezon, kvankam fluora rezino havas la plej altan prezon. Koncerne dielektrikan konstanton, dielektrikan perdon, akvosorbadon kaj frekvencajn trajtojn, fluor-bazitaj rezinoj funkcias plej bone, dum epoksirezinoj pli malbone. Kiam la ofteco aplikata de la produkto estas pli alta ol 10GHz, nur la fluor-bazita rezino funkcios. La malavantaĝoj de PTFE inkluzivas altan koston, malbonan rigidecon kaj altan termikan disvastigkoeficienton.

Por PTFE, pograndaj neorganikaj substancoj (kiel siliko) povas esti uzataj kiel plenigaĵoj aŭ vitra ŝtofo por plibonigi la rigidecon de la substrata materialo kaj redukti la koeficienton de termika ekspansio. Krome, pro la inerteco de la PTFE-molekuloj, estas malfacile por la PTFE-molekuloj ligi kun la kupra folio, do speciala surfaca traktado kongrua kun la kupra folio devas esti realigita. La traktadmetodo estas fari kemian akvaforton sur la surfaco de la politetrafluoretileno por pliigi la surfacan malglatecon aŭ aldoni gluan filmon por pliigi la adheran kapablon. Kun la apliko de ĉi tiu metodo, la dielektrikaj propraĵoj povas esti tuŝitaj, kaj la tuta fluor-bazita altfrekvenca cirkvito devas esti plue evoluigita.

Unika izola rezino kunmetita de modifita epoksia rezino aŭ PPE kaj TMA, MDI kaj BMI, plus vitra ŝtofo. Simila al FR-4 CCL, ĝi ankaŭ havas bonegan varmoreziston kaj dielektrikajn trajtojn, mekanikan forton kaj PCB-fabrikeblecon, ĉiuj el kiuj igas ĝin pli populara ol PTFE-bazitaj substratoj.

Krom la agado-postuloj de izolaj materialoj kiel rezinoj, la surfaca malglateco de kupro kiel konduktoro ankaŭ estas grava faktoro influanta signalan transdonperdon, kiu estas la rezulto de la haŭta efiko. Esence, la haŭta efiko estas, ke la elektromagneta indukto generita sur la altfrekvenca signalo-transsendo kaj la indukta plumbo iĝas tiel koncentrita en la centro de la sekca areo de la plumbo, kaj la veturfluo aŭ signalo estas koncentrita sur la surfaco de la plumbo. La surfaca malglateco de la konduktoro ludas ŝlosilan rolon en influado de la perdo de la dissenda signalo, kaj malalta malglateco kondukas al tre malgranda perdo.

Je la sama frekvenco, la alta surfaca malglateco de kupro kaŭzos altan signalperdon. Tial, la malglateco de surfaca kupro devas esti kontrolita en fakta fabrikado, kaj ĝi devus esti kiel eble plej malalta sen influado de adhero. Granda atento devas esti pagita al signaloj en la frekvenca gamo de 10 GHz aŭ pli alta. La malglateco de kupra folio devas esti malpli ol 1μm, kaj plej bone estas uzi ultra-surfacan kupran folion kun malglateco de 0.04μm. La surfaca malglateco de la kupra folio devas esti kombinita kun taŭga oksidiĝa traktado kaj liga rezina sistemo. En proksima estonteco, povas ekzisti kupra folio sen profil-tegita rezino, kiu havas pli altan senŝelforton por malhelpi la dielektrikan perdon esti trafita.

Postulas altan termikan reziston kaj altan disipadon

Kun la disvolva tendenco de miniaturigo kaj alta funkcieco, elektronikaj ekipaĵoj tendencas generi pli da varmo, do la postuloj pri termika administrado de elektronikaj ekipaĵoj pli kaj pli postulas. Unu el la solvoj al ĉi tiu problemo kuŝas en la esplorado kaj evoluo de termikaj konduktaj PCB-oj. La baza kondiĉo por ke PCB agado bone laŭ varmorezisto kaj disipado estas la varmorezisto kaj disipadkapablo de la substrato. La nuna plibonigo de la termika kondukteco de PCB kuŝas en la plibonigo de rezino kaj pleniga aldono, sed ĝi funkcias nur en limigita kategorio. La tipa metodo estas uzi IMS aŭ metalkernan PCB, kiuj funkcias kiel hejtaj elementoj. Kompare kun tradiciaj radiatoroj kaj ventoliloj, ĉi tiu metodo havas la avantaĝojn de malgranda grandeco kaj malalta kosto.

Aluminio estas tre alloga materialo kun la avantaĝoj de abundaj rimedoj, malalta kosto kaj bona varmokondukteco. Kaj intenseco. Krome, ĝi estas tiel ekologiema, ke ĝi estas uzata de plej multaj metalaj substratoj aŭ metalaj kernoj. Pro la avantaĝoj de ekonomio, fidinda elektra konekto, termika kondukteco kaj alta forto, lut-liberaj kaj plumbo-liberaj, aluminio-bazitaj cirkvitoj estis uzataj en konsumvaroj, aŭtoj, militaj provizoj kaj aerospacaj produktoj. Ne estas dubo, ke la ŝlosilo al la varmorezisto kaj disipa agado de la metala substrato kuŝas en la aliĝo inter la metala plato kaj la cirkvito-aviadilo.

Kiel determini la substratan materialon de via PCB?

En la moderna elektronika epoko, la miniaturigo kaj maldikeco de elektronikaj aparatoj kaŭzis la aperon de rigidaj PCB-oj kaj flekseblaj/rigidaj PCB-oj. Do kia substrata materialo taŭgas por ili?

Pliigitaj aplikaj areoj de rigidaj PCB kaj flekseblaj/rigidaj PCB alportis novajn postulojn laŭ kvanto kaj rendimento. Ekzemple, poliimidaj filmoj povas esti klasifikitaj en diversajn kategoriojn, inkluzive de travideblaj, blankaj, nigraj kaj flavaj, kun alta varmorezisto kaj malalta koeficiento de termika ekspansio por apliko en malsamaj situacioj. Simile, la kostefika poliestera filmsubstrato estos akceptita de la merkato pro sia alta elasteco, dimensia stabileco, filma surfackvalito, fotoelektra kuplado kaj media rezisto, por renkonti la ŝanĝiĝantajn bezonojn de uzantoj.

Simile al rigida HDI-PCB, fleksebla PCB devas plenumi la postulojn de transsendo de alt-rapida kaj altfrekvenca signalo, kaj oni devas atenti la dielektrikan konstantan kaj dielektrikan perdon de la fleksebla substrata materialo. La fleksebla cirkvito povas esti kunmetita de politetrafluoretileno kaj altnivela poliimida substrato. Neorganika polvo kaj karbonfibro povas esti aldonitaj al la poliimida rezino por rezultigi tritavolan flekseblan termokonduktan substraton. La neorganika plenigaĵo povas esti aluminia nitruro, aluminia rusto aŭ sesangula bornitruro. Ĉi tiu tipo de substrata materialo havas termikan konduktivecon de 1.51W/mK, povas rezisti tenson de 2.5kV kaj kurbiĝon de 180 gradoj.