Sa’t wy allegearre witte, de basis eigenskippen fan PCB (printe circuit board) ôfhinklik fan de prestaasjes fan syn substraat materiaal. Dêrom, om de prestaasjes fan it circuit board te ferbetterjen, moatte de prestaasjes fan it substraatmateriaal earst wurde optimalisearre. Oant no wurde ferskate nije materialen ûntwikkele en tapast om te foldwaan oan ‘e easken fan nije technologyen en merktrends.

De lêste jierren hawwe printe circuit boards in transformaasje ûndergien. De merk is foaral ferskood fan tradisjonele hardwareprodukten lykas buroblêdkompjûters nei draadloze kommunikaasje lykas servers en mobile terminals. Mobile kommunikaasjeapparaten fertsjintwurdige troch tûke tillefoans hawwe de ûntwikkeling befoardere fan hege tichtheid, ljochtgewicht en multyfunksjonele PCB’s. As der gjin substraat materiaal, en syn proses easken binne nau besibbe oan de prestaasjes fan de PCB, printe circuit technology sil nea wurde realisearre. Dêrom spilet de kar fan substraatmateriaal in fitale rol by it leverjen fan de kwaliteit en betrouberens fan ‘e PCB en it definitive produkt.

Moetsje de behoeften fan hege tichtheid en fyn linen

•Easken foar koperfolie

Alle PCB boards beweecht nei hegere tichtheid en finere circuits, benammen HDI PCB (High Density Interconnect PCB). Tsien jier lyn waard HDI PCB definiearre as PCB, en syn line breedte (L) en line spacing (S) wie 0.1 mm of minder. De hjoeddeistige standertwearden fan L en S yn ‘e elektroanyske yndustry kinne lykwols sa lyts wêze as 60 μm, en yn avansearre gefallen kinne har wearden sa leech wêze as 40 μm.

Hoe te bepalen jo PCB substraat materiaal

De tradisjonele metoade foar de formaasje fan circuitdiagrammen is yn it proses fan ôfbylding en ets. Mei it tapassen fan tinne koperfolie substraten (mei in dikte yn it berik fan 9μm oant 12μm), berikt de leechste wearde fan L en S 30μm.

Troch de hege kosten fan tinne koperen folie CCL (Copper Clad Laminate) en in protte defekten yn ‘e stack, in protte PCB fabrikanten tend te brûken de ets-koper folie metoade, en de koper folie dikte is ynsteld op 18μm. Yn feite wurdt dizze metoade net oanrikkemandearre, om’t it tefolle prosedueres befettet, de dikte is lestich te kontrolearjen en liedt ta hegere kosten. As resultaat is tinne koperfolie better. Derneist, as de L- en S-wearden fan it boerd minder binne dan 20μm, wurket de standert koperfolie net. Uteinlik is it oan te rieden om ultra-tinne koperfolie te brûken, om’t syn koperdikte kin wurde oanpast yn it berik fan 3μm oant 5μm.

Neist de dikte fan ‘e koperen folie, easkje aktuele presyzje circuits ek in koperen folie oerflak mei lege rûchheid. Om de bondingfeardigens tusken de koperfolie en it substraatmateriaal te ferbetterjen en de peelsterkte fan ‘e dirigint te garandearjen, wurdt rûge ferwurking útfierd op it koperfoliefleantúch, en de algemiene rûchheid fan’ e koperfolie is grutter dan 5μm.

It ynbêdzjen fan bultkoperfolie as basismateriaal hat as doel de peelsterkte te ferbetterjen. Om lykwols de presyzje fan ‘e lead fuort te kontrolearjen fan oer-etsen tidens circuit-etsen, hat it de neiging om bultfersmoarging te feroarsaakjen, wat in koartsluting kin feroarsaakje tusken rigels as in fermindering fan isolaasjekapasiteit, wat benammen fynt circuits beynfloedet. Dêrom is koperfolie mei lege rûchheid (minder dan 3 μm of sels 1.5 μm) ferplicht.

Hoewol de rûchheid fan ‘e koperfolie wurdt fermindere, is it noch altyd nedich om de peelsterkte fan’ e dirigint te behâlden, wat in spesjale oerflakbehanneling feroarsaket op it oerflak fan ‘e koperfolie en it substraatmateriaal, wat helpt om de peelsterkte fan’ e te garandearjen dirigint.

• Easken foar isolearjen fan dielektrike laminaten

Ien fan ‘e wichtichste technyske skaaimerken fan HDI PCB leit yn it bouproses. De meast brûkte RCC (hars coated koper) of prepreg epoksy glêzen doek en koper folie laminaasje komselden liede ta fyn circuits. It is no oanstriid om SAP en MSPA te brûken, wat betsjut de tapassing fan isolearjende dielektryske film laminearre elektroleaze koperplating om kopergeleidende fleantugen te produsearjen. Om’t it koperen fleantúch tin is, kinne fine sirkels makke wurde.

Ien fan ‘e wichtichste punten fan SAP is it laminearjen fan dielektryske materialen. Om te foldwaan oan de easken fan hege tichtheid presys circuits, guon easken moatte wurde foarsteld foar laminaat materialen, ynklusyf dielectric eigenskippen, isolaasje, waarmte ferset en bonding, likegoed as technyske oanpassingsfermogen kompatibel mei HDI PCB.

Yn wrâldwide semiconductor-ferpakking wurde IC-ferpakkingssubstraten omboud fan keramyske substraten nei organyske substraten. De toanhichte fan FC-pakketsubstraten wurdt lytser en lytser, sadat de hjoeddeistige typyske wearde fan L en S 15 μm is, en it sil lytser wêze.

De prestaasjes fan multi-laach substraten moatte beklamje lege dielectric eigenskippen, lege koëffisjint termyske útwreiding (CTE) en hege waarmte ferset, dat ferwiist nei lege kosten substrates dy’t foldogge oan de prestaasjes doelen. Tsjintwurdich wurdt MSPA-isolaasje diëlektryske stapelingstechnology kombinearre mei tinne koperfolie om te brûken yn ‘e massaproduksje fan presysirken. SAP wurdt brûkt om circuitpatroanen te meitsjen mei sawol L- as S-wearden minder dan 10 μm.

De hege tichtens en tinne fan PCB’s hawwe feroarsake HDI PCB’s oergong fan laminaasje mei kearnen nei kearnen fan elke laach. Foar HDI PCB’s mei deselde funksje wurde it gebiet en de dikte fan PCB’s ferbûn op elke laach mei 25% fermindere yn ferliking mei dy mei kearnlaminaten. It is nedich om in tinner dielektrike laach mei bettere elektryske eigenskippen oan te passen yn dizze twa HDI PCB’s.

Fereasket eksport fan hege frekwinsje en hege snelheid

Elektroanyske kommunikaasjetechnology farieart fan bedrade oant draadloos, fan lege frekwinsje en lege snelheid oant hege frekwinsje en hege snelheid. De prestaasjes fan smartphones binne evoluearre fan 4G nei 5G, wêrtroch rappere oerdrachtsnelheden en gruttere oerdrachtvoluminten nedich binne.

De komst fan ‘e wrâldwide cloud computing-tiidrek hat laat ta in meardere tanimming fan gegevensferkear, en d’r is in dúdlike trend foar kommunikaasjeapparatuer mei hege frekwinsje en hege snelheid. Om te foldwaan oan de easken fan hege frekwinsje en hege snelheid oerdracht, neist it ferminderjen fan sinjaal ynterferinsje en konsumpsje, sinjaal yntegriteit en fabrikaazje binne kompatibel mei de ûntwerp easken fan PCB design, hege-optreden materialen binne it wichtichste elemint.

De wichtichste taak fan in yngenieur is om de eigenskippen fan elektryske sinjaalferlies te ferminderjen om PCB-snelheid te ferheegjen en problemen mei sinjaalintegriteit op te lossen. Op grûn fan PCBCart’s mear as tsien jier fan produksjetsjinsten, as in wichtige faktor dy’t de kar fan substraatmateriaal beynfloedet, as de dielektrike konstante (Dk) leger is dan 4 en it dielektrike ferlies (Df) leger is dan 0.010, wurdt it beskôge as in tuskenlizzende Dk / Df laminaat As Dk is leger as 3.7 en Df is leger as 0.005, it wurdt beskôge as in lege Dk / Df laminaat. Op it stuit binne in ferskaat oan substraatmaterialen te krijen op ‘e merke.

Oant no binne d’r benammen trije soarten faak brûkte substraatmaterialen foar hege frekwinsje circuitboard: fluor-basearre harsen, PPO- as PPE-harsen en modifisearre epoksyharsen. Dielektrike substraten fan fluorine-searjes, lykas PTFE, hawwe de leechste dielektrike eigenskippen en wurde normaal brûkt foar produkten mei in frekwinsje fan 5 GHz of heger. De wizige epoksyhars FR-4 of PPO substraat is geskikt foar produkten mei in frekwinsjeberik fan 1GHz oant 10GHz.

Fergelykjen fan de trije hege frekwinsje substraatmaterialen hat epoksyhars de leechste priis, hoewol fluorhars de heechste priis hat. Yn termen fan dielektrike konstante, diëlektryske ferlies, wetterabsorption, en frekwinsje-kenmerken prestearje harsens op fluor it bêste, wylst epoksyharsen minder prestearje. As de frekwinsje tapast troch it produkt heger is dan 10GHz, sil allinich de fluor-basearre hars wurkje. De neidielen fan PTFE omfetsje hege kosten, minne rigidity, en hege termyske útwreidingskoëffisjint.

Foar PTFE kinne bulk anorganyske stoffen (lykas silika) brûkt wurde as fillermaterialen of glêzen doek om de rigiditeit fan it substraatmateriaal te ferbetterjen en de koëffisjint fan thermyske útwreiding te ferminderjen. Dêrnjonken is it troch de ynertens fan ‘e PTFE-molekulen lestich foar de PTFE-molekulen om te ferbinen mei de koperfolie, sadat in spesjale oerflakbehanneling kompatibel is mei de koperfolie moat realisearre wurde. De behanneling metoade is it útfieren fan gemyske etsen op it oerflak fan it polytetrafluoroethylene te fergrutsjen de oerflak rûchheid of te foegjen in adhesive film te fergrutsjen de adhesion fermogen. Mei de tapassing fan dizze metoade kinne de dielektrike eigenskippen beynfloede wurde, en it heule fluor-basearre heechfrekwinsje-sirkwy moat fierder ûntwikkele wurde.

Unike isolearjende hars gearstald út feroare epoksyhars as PPE en TMA, MDI en BMI, plus glêzen doek. Fergelykber mei FR-4 CCL hat it ek poerbêste waarmtebestriding en diëlektryske eigenskippen, meganyske sterkte en PCB-produsearberens, dy’t it populêrer meitsje as PTFE-basearre substraten.

Neist de prestaasjeseasken fan isolearjende materialen lykas harsens, is de oerflakrûchheid fan koper as dirigint ek in wichtige faktor dy’t ynfloed hat op ferlies fan sinjaaltransmission, wat it gefolch is fan it hûdeffekt. Yn prinsipe is it hûdeffekt dat de elektromagnetyske ynduksje generearre op ‘e hege frekwinsje sinjaaltransmission en de induktive lead sa konsintrearre wurdt yn it sintrum fan it dwerstrochsneedgebiet fan’ e lead, en de driuwende stroom as sinjaal is rjochte op ‘e oerflak fan ‘e lead. De oerflakrûchheid fan ‘e dirigint spilet in wichtige rol by it beynfloedzjen fan it ferlies fan it oerdrachtsinjaal, en lege rûchheid liedt ta heul lyts ferlies.

Op deselde frekwinsje sil de hege oerflakruwheid fan koper hege sinjaalferlies feroarsaakje. Dêrom moat de rûchheid fan oerflakkoper wurde kontroleare yn ‘e eigentlike fabrikaazje, en it moat sa leech mooglik wêze sûnder adhesion te beynfloedzjen. Grutte omtinken moat betelle wurde oan sinjalen yn it frekwinsjeberik fan 10 GHz of heger. De rûchheid fan koperfolie is nedich om minder dan 1μm te wêzen, en it is it bêste om ultra-oerflak koperfolie te brûken mei in rûchheid fan 0.04μm. De oerflakruwheid fan ‘e koperfolie moat wurde kombinearre mei in gaadlike oksidaasjebehanneling en bindend harssysteem. Yn ‘e heine takomst kin d’r in koperfolie wêze sûnder hars mei in profilcoat, dy’t in hegere peelsterkte hat om te foarkommen dat it dielektrike ferlies wurdt beynfloede.

Fereasket hege termyske ferset en hege dissipaasje

Mei de ûntwikkelingstrend fan miniaturisaasje en hege funksjonaliteit hat elektroanyske apparatuer de neiging om mear waarmte te generearjen, sadat de easken foar termyske behear fan elektroanyske apparatuer mear en mear easken wurde. Ien fan de oplossingen foar dit probleem leit yn it ûndersyk en ûntwikkeling fan termysk conductive PCBs. De basis betingst foar PCB om goed te prestearjen yn termen fan waarmtebestriding en dissipaasje is de waarmtebestriding en dissipaasjefermogen fan it substraat. De hjoeddeiske ferbettering fan de termyske conductivity fan PCB leit yn it ferbetterjen fan hars en filling tafoeging, mar it wurket allinnich yn in beheinde kategory. De typyske metoade is it brûken fan IMS of metalen core PCB, dy’t fungearje as ferwaarming eleminten. Yn ferliking mei tradisjonele radiatoren en fans, dizze metoade hat de foardielen fan lytse grutte en lege kosten.

Aluminium is in heul oantreklik materiaal mei de foardielen fan in protte boarnen, lege kosten en goede termyske konduktiviteit. En yntinsiteit. Derneist is it sa miljeufreonlik dat it wurdt brûkt troch de measte metalen substraten of metalen kearnen. Troch de foardielen fan ekonomy, betroubere elektryske ferbining, termyske conductivity en hege sterkte, solder-frij en leadfrije, aluminium-basearre circuit boards binne brûkt yn konsumint produkten, auto’s, militêre foarrieden en aerospace produkten. D’r is gjin twifel dat de kaai foar de waarmtebestriding en dissipaasjeprestaasjes fan it metalen substraat leit yn ‘e adhesion tusken de metalen plaat en it circuitflak.

Hoe kinne jo it substraatmateriaal fan jo PCB bepale?

Yn it moderne elektroanyske tiidrek hat de miniaturisaasje en tinens fan elektroanyske apparaten laat ta it ûntstean fan stive PCB’s en fleksibele / rigide PCB’s. Dus hokker type substraatmateriaal is geskikt foar har?

Fergrutte tapassingsgebieten fan stive PCB’s en fleksibele / rigide PCB’s hawwe nije easken brocht yn termen fan kwantiteit en prestaasjes. Bygelyks, polyimide films kinne wurde yndield yn ferskate kategoryen, ynklusyf transparant, wyt, swart en giel, mei hege waarmte ferset en lege koëffisjint fan termyske útwreiding foar tapassing yn ferskate situaasjes. Op deselde manier sil it kosten-effektive polyesterfilmsubstraat wurde aksepteare troch de merk fanwegen syn hege elastisiteit, dimensjestabiliteit, filmoerflakkwaliteit, fotoelektryske keppeling en miljeubestriding, om te foldwaan oan de feroarjende behoeften fan brûkers.

Fergelykber mei stive HDI PCB, fleksibele PCB moat foldwaan oan de easken fan hege-snelheid en hege-frekwinsje sinjaal oerdracht, en omtinken moat betelle wurde oan de dielectric konstante en dielectric ferlies fan it fleksibele substraat materiaal. De fleksibele sirkwy kin wurde gearstald út polytetrafluoroethylene en avansearre polyimide substraat. Anorganysk stof en koalstoffaser kinne wurde tafoege oan de polyimide hars te resultearje yn in trije-laach fleksibele termysk conductive substraat. It anorganyske fillermateriaal kin aluminiumnitride, aluminiumoxide of hexagonaal boriumnitride wêze. Dit soarte fan substraat materiaal hat in termyske conductivity fan 1.51W / mK, kin wjerstean in spanning fan 2.5kV en in curvature fan 180 graden.