Барлығымызға белгілі, негізгі қасиеттері ПХД (басылған схема) оның субстрат материалының өнімділігіне байланысты. Сондықтан, схемалық платаның жұмысын жақсарту үшін, ең алдымен, негіз материалының өнімділігін оңтайландыру керек. Әзірге жаңа технологиялар мен нарық тенденцияларының талаптарын қанағаттандыру үшін әртүрлі жаңа материалдар әзірленіп, қолданылуда.

Соңғы жылдары баспа платалары трансформациядан өтті. Нарық негізінен үстел үсті компьютерлері сияқты дәстүрлі аппараттық өнімдерден серверлер мен мобильді терминалдар сияқты сымсыз байланыстарға ауысты. Смарт телефондар арқылы ұсынылған мобильді байланыс құрылғылары жоғары тығыздықты, жеңіл салмақты және көп функциялы ПХД-ның дамуына ықпал етті. Егер субстрат материалы болмаса және оның технологиялық талаптары ПХД өнімділігімен тығыз байланысты болса, баспа схемасы технологиясы ешқашан жүзеге асырылмайды. Сондықтан субстрат материалын таңдау ПХД және соңғы өнімнің сапасы мен сенімділігін қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады.

Жоғары тығыздық пен жұқа сызықтардың қажеттіліктерін қанағаттандырыңыз

•Мыс фольгаға қойылатын талаптар

Барлық ПХД тақталары тығыздығы жоғарырақ және жұқарақ тізбектерге, әсіресе HDI PCB (High Density Interconnect PCB) бағытында қозғалады. Он жыл бұрын HDI PCB PCB ретінде анықталған және оның сызық ені (L) және жол аралығы (S) 0.1 мм немесе одан аз болды. Дегенмен, электроника өнеркәсібіндегі L және S-тің ағымдағы стандартты мәндері 60 мкм-ге дейін аз болуы мүмкін, ал озық жағдайларда олардың мәндері 40 мкм-ге дейін болуы мүмкін.

ПХД субстрат материалын қалай анықтауға болады

Схеманы қалыптастырудың дәстүрлі әдісі кескіндеу және сызу процесінде болып табылады. Жұқа мыс фольга субстраттары (қалыңдығы 9 мкм-ден 12 мкм аралығында) қолданғанда L және S ең төменгі мәні 30 мкм-ге жетеді.

CCL (мыс қапталған ламинат) жұқа мыс фольгасының жоғары құнына және дестедегі көптеген ақауларға байланысты, көптеген ПХД өндірушілері мыс фольга әдісін пайдаланады, ал мыс фольгасының қалыңдығы 18 мкм етіп орнатылады. Шын мәнінде, бұл әдіс ұсынылмайды, себебі ол тым көп процедураларды қамтиды, қалыңдығын бақылау қиын және жоғары шығындарға әкеледі. Нәтижесінде жұқа мыс фольга жақсырақ. Сонымен қатар, тақтаның L және S мәндері 20 мкм-ден аз болғанда, стандартты мыс фольга жұмыс істемейді. Соңында, тым жұқа мыс фольганы пайдалану ұсынылады, себебі оның мыс қалыңдығы 3мкм-ден 5мкм аралығында реттелуі мүмкін.

Мыс фольгасының қалыңдығынан басқа, ағымдағы дәлдік схемалары да төмен кедір-бұдырлы мыс фольга бетін қажет етеді. Мыс фольга мен субстрат материалы арасындағы байланыстыру қабілетін жақсарту және өткізгіштің қабығының беріктігін қамтамасыз ету үшін мыс фольга жазықтығында өрескел өңдеу жүргізіледі, ал мыс фольгасының жалпы кедір-бұдырлығы 5 мкм-ден жоғары.

Негізгі материал ретінде дөңес мыс фольгасын салу оның қабығының беріктігін арттыруға бағытталған. Дегенмен, электр тізбегін өңдеу кезінде шамадан тыс тегістеуден қорғасынның дәлдігін бақылау үшін, ол сызықтар арасында қысқа тұйықталуға немесе оқшаулау сыйымдылығының төмендеуіне әкелуі мүмкін дөңес ластағыштарды тудыруы мүмкін, бұл әсіресе жұқа тізбектерге әсер етеді. Сондықтан төмен кедір-бұдыры бар мыс фольга (3 мкм-ден аз немесе тіпті 1.5 мкм) қажет.

Мыс фольгасының кедір-бұдыры азайғанымен, өткізгіштің қабыршақтайтын беріктігін әлі де сақтау қажет, бұл мыс фольгасының және субстрат материалының бетінде арнайы беттік өңдеуді тудырады, бұл қабықтың қабыршақтану беріктігін қамтамасыз етуге көмектеседі. дирижер.

• Оқшаулағыш диэлектрлік ламинаттарға қойылатын талаптар

АДИ ПХД негізгі техникалық сипаттамаларының бірі құрылыс процесінде жатыр. Жиі қолданылатын RCC (шайырмен қапталған мыс) немесе препрег эпоксидті шыны мата және мыс фольга ламинациясы сирек жұқа тізбектерге әкеледі. Қазір SAP және MSPA қолдануға бейім, бұл мыс өткізгіш жазықтықтарды шығару үшін оқшаулағыш диэлектрлік пленкамен ламинатталған электрсіз мыс жабындысын қолдануды білдіреді. Мыс жазықтығы жұқа болғандықтан, жұқа тізбектерді шығаруға болады.

SAP негізгі сәттерінің бірі диэлектрлік материалдарды ламинаттау болып табылады. Жоғары тығыздықтағы дәлдік схемаларының талаптарын қанағаттандыру үшін ламинат материалдарына, соның ішінде диэлектрлік қасиеттерге, оқшаулауға, ыстыққа төзімділікке және байланыстыруға, сондай-ақ HDI ПХД-мен үйлесімді техникалық бейімделуге кейбір талаптар қойылуы керек.

Ғаламдық жартылай өткізгішті қаптамада IC орауыш субстраттары керамикалық субстраттан органикалық субстраттарға түрлендіріледі. FC қаптамасының астарларының қадамы барған сайын кішірейіп барады, сондықтан L және S-тің ағымдағы типтік мәні 15 мкм және ол кішірек болады.

Көп қабатты субстраттардың өнімділігі төмен диэлектрлік қасиеттерді, төмен коэффициентті термиялық кеңеюді (CTE) және жоғары ыстыққа төзімділікті ерекше атап өтуі керек, бұл өнімділік көрсеткіштеріне сәйкес келетін арзан субстраттарға жатады. Қазіргі уақытта MSPA оқшаулау диэлектрлік қабаттау технологиясы дәл тізбектерді жаппай өндіруде қолданылатын жұқа мыс фольгамен біріктірілген. SAP L және S мәндері 10 мкм-ден аз тізбек үлгілерін жасау үшін қолданылады.

ПХД жоғары тығыздығы мен жұқалығы HDI ПХД-ның өзегі бар ламинациядан кез келген қабаттың өзектеріне өтуіне себеп болды. Бірдей функциясы бар HDI ПХД үшін кез келген қабатта өзара қосылған ПХД ауданы мен қалыңдығы негізгі ламинаттармен салыстырғанда 25%-ға азаяды. Осы екі АДИ ПХД-де жақсырақ электрлік қасиеттері бар жұқа диэлектрлік қабатты қолдану қажет.

Жоғары жиіліктен және жоғары жылдамдықтан экспорттауды талап етеді

Электрондық байланыс технологиясы сымдыдан сымсызға дейін, төмен жиілікті және төмен жылдамдықтан жоғары жиілікті және жоғары жылдамдықты қамтиды. Смартфондардың өнімділігі 4G-ден 5G-ге дейін дамыды, ол жылдамырақ тасымалдау жылдамдығын және үлкен тасымалдау көлемін қажет етеді.

Жаһандық бұлтты есептеулер дәуірінің пайда болуы деректер трафигінің бірнеше есе артуына әкелді және жоғары жиілікті және жоғары жылдамдықты байланыс жабдықтарының айқын үрдісі бар. Жоғары жиілікті және жоғары жылдамдықты беру талаптарын қанағаттандыру үшін сигналдың кедергісі мен тұтынуын азайтудан басқа, сигналдың тұтастығы мен өндірісі ПХД дизайнының дизайн талаптарына сәйкес келеді, жоғары өнімді материалдар ең маңызды элемент болып табылады.

Инженердің негізгі жұмысы – ПХД жылдамдығын арттыру және сигнал тұтастығы мәселелерін шешу үшін электр сигналының жоғалу қасиеттерін азайту. PCBCart компаниясының он жылдан астам өндірістік қызметтеріне сүйене отырып, субстрат материалын таңдауға әсер ететін негізгі фактор ретінде диэлектрлік өтімділік (Dk) 4-тен төмен және диэлектрлік шығын (Df) 0.010-нан төмен болса, ол келесідей қарастырылады. аралық Dk/Df ламинат Dk 3.7-ден төмен және Df 0.005-тен төмен болса, ол төмен Dk/Df ламинат болып саналады. Қазіргі уақытта нарықта әртүрлі субстрат материалдары бар.

Осы уақытқа дейін жиі қолданылатын жоғары жиілікті платаның субстрат материалдарының негізінен үш түрі бар: фтор негізіндегі шайырлар, PPO немесе PPE шайырлары және модификацияланған эпоксидті шайырлар. Фторлы сериялы диэлектрлік субстраттар, мысалы, PTFE, ең төменгі диэлектрлік қасиеттерге ие және әдетте жиілігі 5 ГГц немесе одан жоғары өнімдер үшін қолданылады. Модификацияланған эпоксидті шайыр FR-4 немесе PPO субстраты 1 ГГц пен 10 ГГц жиілік диапазоны бар өнімдерге жарамды.

Үш жоғары жиілікті субстрат материалдарын салыстыра отырып, эпоксидті шайыр ең төмен бағаға ие, бірақ фторлы шайыр ең жоғары бағаға ие. Диэлектрлік өтімділік, диэлектрлік жоғалту, суды сіңіру және жиілік сипаттамалары бойынша фтор негізіндегі шайырлар жақсы жұмыс істейді, ал эпоксидті шайырлар нашар. Өнім қолданатын жиілік 10 ГГц-тен жоғары болғанда, тек фтор негізіндегі шайыр жұмыс істейді. PTFE кемшіліктеріне жоғары баға, нашар қаттылық және жоғары термиялық кеңею коэффициенті жатады.

PTFE үшін сусымалы бейорганикалық заттарды (мысалы, кремний диоксиді) субстрат материалының қаттылығын арттыру және термиялық кеңею коэффициентін азайту үшін толтырғыш материалдар немесе шыны мата ретінде пайдалануға болады. Сонымен қатар, PTFE молекулаларының инерттілігіне байланысты PTFE молекулаларының мыс фольгасымен байланысуы қиын, сондықтан мыс фольгасымен үйлесімді бетті арнайы өңдеуді жүзеге асыру қажет. Өңдеу әдісі – бетінің кедір-бұдырлығын арттыру үшін политетрафторэтиленнің бетіне химиялық оюды орындау немесе адгезия қабілетін арттыру үшін жабысқақ пленка қосу. Бұл әдісті қолдану арқылы диэлектрлік қасиеттерге әсер етуі мүмкін және бүкіл фтор негізіндегі жоғары жиілікті тізбекті одан әрі дамыту керек.

Модификацияланған эпоксидті шайырдан немесе PPE және TMA, MDI және BMI, сонымен қатар шыны шүберектен тұратын бірегей оқшаулағыш шайыр. FR-4 CCL-ге ұқсас, ол сонымен қатар тамаша ыстыққа төзімділік пен диэлектрлік қасиеттерге, механикалық беріктікке және ПХД өндірісіне ие, мұның бәрі оны PTFE негізіндегі субстраттарға қарағанда танымал етеді.

Шайырлар сияқты оқшаулағыш материалдардың өнімділігіне қойылатын талаптардан басқа, өткізгіш ретінде мыстың бетінің кедір-бұдырлығы да тері әсерінің нәтижесі болып табылатын сигнал беруді жоғалтуға әсер ететін маңызды фактор болып табылады. Негізінен, тері әсері жоғары жиілікті сигнал беруде және индуктивті өткізгіште пайда болатын электромагниттік индукция қорғасынның көлденең қимасының ортасына соншалықты шоғырланады, ал қозғаушы ток немесе сигнал бағытталады. қорғасынның беті. Өткізгіштің бетінің кедір-бұдырлығы тасымалдау сигналының жоғалуына әсер етуде шешуші рөл атқарады, ал төмен кедір-бұдыр өте аз шығынға әкеледі.

Сол жиілікте мыстың жоғары бетінің кедір-бұдырлығы сигналдың жоғары жоғалуына әкеледі. Сондықтан, мыс бетінің кедір-бұдыры нақты өндірісте бақылануы керек және ол адгезияға әсер етпей, мүмкіндігінше төмен болуы керек. 10 ГГц немесе одан жоғары жиілік диапазонындағы сигналдарға үлкен назар аудару керек. Мыс фольгасының кедір-бұдыры 1 мкм-ден аз болуы керек, ал кедір-бұдырлығы 0.04 мкм болатын ультра бетті мыс фольганы қолданған дұрыс. Мыс фольгасының бетінің кедір-бұдыры қолайлы тотығуды өңдеу және байланыстыратын шайыр жүйесімен біріктірілуі керек. Жақын болашақта диэлектрлік шығынның әсер етуіне жол бермеу үшін профильмен қапталған шайырсыз мыс фольга болуы мүмкін, оның қабығы жоғарырақ болады.

Жоғары термиялық төзімділікті және жоғары диссипацияны қажет етеді

Миниатюризацияның және жоғары функционалдылықтың даму тенденциясымен электронды жабдық көбірек жылу шығаруға бейім, сондықтан электронды жабдықтың жылуды басқару талаптары барған сайын талап етіледі. Бұл мәселенің шешімдерінің бірі жылу өткізгіш ПХД-ны зерттеу және әзірлеу болып табылады. ПХД ыстыққа төзімділігі мен диссипациясы бойынша жақсы жұмыс істеуінің негізгі шарты субстраттың ыстыққа төзімділігі мен диссипация қабілеті болып табылады. ПХД жылу өткізгіштігінің ағымдағы жақсаруы шайыр мен толтырғышты жақсартуда жатыр, бірақ ол шектеулі санатта ғана жұмыс істейді. Әдеттегі әдіс – қыздыру элементтері ретінде әрекет ететін IMS немесе металл ядролы ПХД пайдалану. Дәстүрлі радиаторлар мен желдеткіштермен салыстырғанда, бұл әдіс шағын өлшемді және арзан бағаның артықшылықтарына ие.

Алюминий өте тартымды материал болып табылады, оның артықшылығы мол ресурстар, төмен құны және жақсы жылу өткізгіштігі. Және қарқындылық. Сонымен қатар, ол өте экологиялық таза, оны көптеген металл астарлар немесе металл өзектер пайдаланады. Үнемділіктің, сенімді электр байланысының, жылу өткізгіштіктің және жоғары беріктіктің артықшылықтарына байланысты дәнекерсіз және қорғасынсыз, алюминий негізіндегі платалар тұтынушылық өнімдерде, автомобильдерде, әскери заттарда және аэроғарыштық өнімдерде қолданылды. Металл субстраттың ыстыққа төзімділігі мен диссипация көрсеткіштерінің кілті металл пластина мен контур жазықтығы арасындағы адгезияда болатыны сөзсіз.

ПХД субстрат материалын қалай анықтауға болады?

Қазіргі заманғы электронды ғасырда электронды құрылғылардың миниатюризациясы және жұқалығы қатты ПХД және икемді/қатты ПХД пайда болуына әкелді. Сонымен, олар үшін субстрат материалының қандай түрі қолайлы?

Қатты ПХД және икемді/қатты ПХД қолдану аймақтарының ұлғаюы саны мен өнімділігі жағынан жаңа талаптарды әкелді. Мысалы, полиимидті пленкаларды әртүрлі санаттарға, соның ішінде мөлдір, ақ, қара және сары, жоғары ыстыққа төзімділігі және әртүрлі жағдайларда қолдану үшін термиялық кеңею коэффициенті төмен деп жіктеуге болады. Сол сияқты, үнемді полиэфирлі пленка субстраты пайдаланушылардың өзгеретін қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін жоғары серпімділік, өлшемдік тұрақтылық, пленка бетінің сапасы, фотоэлектрлік муфта және қоршаған ортаға төзімділік арқасында нарықта қабылданады.

Қатты HDI ПХД сияқты, икемді ПХД жоғары жылдамдықты және жоғары жиілікті сигнал беру талаптарына жауап беруі керек және икемді субстрат материалының диэлектрлік өтімділігіне және диэлектрлік жоғалуына назар аудару керек. Иілгіш схема политетрафторэтилен мен жетілдірілген полиимидті субстраттан тұруы мүмкін. Полимидті шайырға бейорганикалық шаң мен көміртекті талшықты қосуға болады, нәтижесінде үш қабатты икемді жылу өткізгіш субстрат пайда болады. Бейорганикалық толтырғыш материал алюминий нитриді, алюминий оксиді немесе алтыбұрышты бор нитриді болуы мүмкін. Субстрат материалының бұл түрі 1.51 Вт/мК жылу өткізгіштікке ие, 2.5 кВ кернеуге және 180 градус қисықтыққа төтеп бере алады.