Баарыбызга белгилүү болгондой, негизги касиеттери PCB (басма схемасы) анын субстраттык материалдын иштөөсүнө жараша болот. Демек, схеманын иштешин жакшыртуу үчүн, алгач субстрат материалынын иштешин оптималдаштыруу керек. Азырынча жаңы технологиялардын жана рыноктун тенденцияларынын талаптарын канааттандыруу үчүн ар кандай жаңы материалдар иштелип чыгып, колдонулууда.

Акыркы жылдарда басма схемалар трансформацияга дуушар болду. Рынок негизинен стационардык компьютерлер сыяктуу салттуу аппараттык продуктылардан серверлер жана мобилдик терминалдар сыяктуу зымсыз байланышка өттү. Смарт телефондор менен көрсөтүлгөн мобилдик байланыш түзүлүштөрү жогорку тыгыздыктагы, жеңил салмактуу жана көп функциялуу ПХБлардын өнүгүшүнө өбөлгө түздү. Эгерде субстрат материалы жок болсо жана анын процессинин талаптары ПХБнын иштеши менен тыгыз байланышта болсо, басма микросхема технологиясы эч качан ишке ашпайт. Ошондуктан, субстрат материал тандоо PCB жана акыркы продукт сапатын жана ишенимдүүлүгүн камсыз кылуу үчүн маанилүү ролду ойнойт.

Жогорку тыгыздыктагы жана майда сызыктардын муктаждыктарын канааттандыруу

•Жез фольгага коюлган талаптар

Бардык PCB такталары жогорку тыгыздыктагы жана майдараак схемаларга, айрыкча HDI PCB (High Density Interconnect PCB) көздөй жылып жатышат. Он жыл мурун, HDI PCB PCB катары аныкталган жана анын сызык туурасы (L) жана сап аралыгы (S) 0.1 мм же андан аз болгон. Бирок, электроника тармагындагы L жана S учурдагы стандарттык маанилери 60 мкм, ал эми өнүккөн учурларда, алардын баалуулуктары 40 мкм чейин болушу мүмкүн.

Сиздин PCB субстрат материалды кантип аныктоого болот

Схема схемасын түзүүнүн салттуу ыкмасы сүрөттөө жана оюу процессинде. Жука жез фольга субстраттарын колдонуу менен (калыңдыгы 9μmден 12μmге чейин) L жана Sтин эң төмөнкү мааниси 30μmге жетет.

Улам жука жез фольга CCL (Copper Clad Laminate) жана стек көптөгөн кемчиликтери үчүн, көптөгөн PCB өндүрүүчүлөр оюу-жез фольга ыкмасын колдонууга жакын, ал эми жез фольга калыңдыгы 18μm белгиленген. Чынында, бул ыкма сунушталбайт, анткени ал өтө көп процедураларды камтыйт, калыңдыгын көзөмөлдөө кыйын жана жогорку чыгымдарга алып келет. Натыйжада, жука жез фольга жакшы. Мындан тышкары, тактанын L жана S маанилери 20μm аз болгондо, стандарттык жез фольга иштебейт. Акыр-аягы, анын жез жоондугу 3μm 5μm диапазондо жөнгө салынышы мүмкүн, анткени, өтө жука жез фольга колдонуу сунуш кылынат.

Жез фольгасынын калыңдыгынан тышкары, учурдагы так схемалар да аз бүдүрлүү жез фольга бетин талап кылат. Жез фольга менен субстрат материалынын ортосундагы байланыш жөндөмүн жакшыртуу жана өткөргүчтүн кабыгынын бекемдигин камсыз кылуу үчүн жез фольга тегиздигинде орой иштетүү жүргүзүлөт жана жез фольгасынын жалпы оройлугу 5мкмден жогору.

Негизги материал катары өркөч жез фольгасын кыстаруу анын кабыгынын бекемдигин жогорулатууга багытталган. Бирок, коргошундун тактыгын контролдоо үчүн, схеманы оюу учурунда ашыкча сызып алуудан алыс болуу үчүн, ал дөңсөөчү булгоочу заттарды пайда кылат, бул линиялардын ортосундагы кыска туташууга же изоляция кубаттуулугунун төмөндөшүнө алып келиши мүмкүн, бул өзгөчө майда схемаларга таасир этет. Ошондуктан, оройлугу аз (3 мкм, ал тургай 1.5 мкм) жез фольга талап кылынат.

Жез фольгасынын оройлугу азайганына карабастан, өткөргүчтүн кабыгынын бекемдигин сактап калуу зарыл, бул жез фольгасынын жана субстрат материалынын бетине атайын беттик тазалоону пайда кылат, бул болсо жездин кабыгынын бекемдигин камсыз кылууга жардам берет. дирижер.

• Диэлектрик ламинаттарды изоляциялоочу талаптар

АӨИ PCB негизги техникалык мүнөздөмөлөрүнүн бири курулуш процессинде жатат. Көбүнчө колдонулган RCC (чайыр менен капталган жез) же препрег эпоксиддүү айнек кездеме жана жез фольга ламинациялоо сейрек майда схемаларга алып келет. Азыр SAP жана MSPA колдонууга жакын, бул жез өткөргүч учактарды өндүрүү үчүн изоляциялоочу диэлектрдик пленканы ламинатталган электрсиз жез каптоосун колдонууну билдирет. Жез тегиздиги ичке болгондуктан, майда схемаларды чыгарууга болот.

SAPтин негизги пункттарынын бири – диэлектрдик материалдарды ламинаттоо. Жогорку тыгыздыктагы так схемалардын талаптарын канааттандыруу үчүн ламинат материалдарына, анын ичинде диэлектрдик касиеттерге, изоляцияга, ысыкка туруктуулукка жана байланышка, ошондой эле HDI PCB менен шайкеш келген техникалык ыңгайлашууга кээ бир талаптар коюлушу керек.

Глобалдык жарым өткөргүч таңгагында IC пакеттөө субстраттары керамикалык субстраттардан органикалык субстраттарга айландырылат. FC пакетинин субстраттарынын кадамы барган сайын кичирейип баратат, ошондуктан L жана Sтин учурдагы типтүү мааниси 15 мкм жана ал кичирээк болот.

Көп катмарлуу субстраттардын өндүрүмдүүлүгү төмөн диэлектрдик касиеттерге, төмөнкү коэффициенттүү жылуулук кеңейүүсүнө (CTE) жана жогорку жылуулукка туруктуулугуна басым жасашы керек, бул көрсөткүчтөргө жооп берген арзан баада субстраттарга тиешелүү. Азыркы учурда, MSPA изоляциялык диэлектрик катмарлоо технологиясы так схемалардын массалык өндүрүшүндө колдонула турган жука жез фольга менен айкалыштырылган. SAP 10 мкмден аз L жана S маанилери менен схема үлгүлөрүн өндүрүү үчүн колдонулат.

ПХБнын жогорку тыгыздыгы жана жукалыгы HDI ПХБнын өзөктүү ламинациядан каалаган катмардын өзөгүнө өтүшүнө себеп болду. Ушул эле функцияга ээ болгон HDI ПХБлар үчүн ар кандай катмарда бири-бирине туташтырылган ПХБлардын аянты жана калыңдыгы негизги ламинаттарга салыштырмалуу 25% га кыскарат. Бул эки АӨИ ПХБга жакшыраак электрдик касиеттери менен ичке диэлектрик катмарын колдонуу керек.

Жогорку жыштыктан жана жогорку ылдамдыктан экспортту талап кылат

Электрондук байланыш технологиясы зымдуудан зымсызга чейин, төмөнкү жыштыктан жана төмөн ылдамдыктан жогорку жыштыктан жана жогорку ылдамдыкка чейин. Смартфондордун өндүрүмдүүлүгү 4Gден 5Gге чейин өзгөрдү, бул ылдамыраак берүү ылдамдыгын жана көбүрөөк өткөрүү көлөмүн талап кылат.

Глобалдык булуттагы эсептөө доорунун пайда болушу маалымат трафигинин бир нече эсе көбөйүшүнө алып келди жана жогорку жыштыктагы жана жогорку ылдамдыктагы байланыш жабдуулары үчүн ачык тенденция бар. Жогорку жыштыктагы жана жогорку ылдамдыктагы берүүнүн талаптарын канааттандыруу үчүн, сигналдын кийлигишүүсүн жана керектөөсүн азайтуудан тышкары, сигналдын бүтүндүгү жана өндүрүш PCB дизайнынын дизайн талаптарына шайкеш келет, жогорку өндүрүмдүүлүктөгү материалдар эң маанилүү элемент болуп саналат.

Инженердин негизги жумушу – ПХБ ылдамдыгын жогорулатуу жана сигналдын бүтүндүгү көйгөйлөрүн чечүү үчүн электрдик сигналдын жоголушу касиеттерин азайтуу. PCBCartтын он жылдан ашык өндүрүш кызматтарынын негизинде, субстрат материалын тандоодо негизги фактор катары, диэлектрдик өткөрүмдүүлүк (Dk) 4төн төмөн жана диэлектрдик жоготуу (Df) 0.010дон төмөн болгондо, ал аралык Dk/Df ламинат Dk 3.7ден төмөн жана Df 0.005тен төмөн болгондо, ал төмөнкү Dk/Df ламинат болуп эсептелет. Учурда рынокто ар кандай субстрат материалдары бар.

Буга чейин, негизинен, көбүнчө колдонулган жогорку жыштыктагы схема субстрат материалдарынын үч түрү бар: фтор негизиндеги чайырлар, PPO же PPE чайырлары жана өзгөртүлгөн эпоксиддик чайырлар. Фтор сериясынын диэлектрдик субстраттары, мисалы, PTFE, эң төмөнкү диэлектрдик касиетке ээ жана адатта 5 ГГц же андан жогору жыштыгы бар буюмдар үчүн колдонулат. Өзгөртүлгөн эпоксиддүү чайыр FR-4 же PPO субстраты 1 ГГцден 10 ГГцге чейинки жыштык диапазону менен азыктар үчүн ылайыктуу.

Үч жогорку жыштыктагы субстрат материалдарын салыштырганда, эпоксиддик чайыр эң төмөнкү баага ээ, бирок фтор чайыры эң жогорку баага ээ. Диэлектрик туруктуулугу, диэлектрдик жоготуу, сууну сиңирүү жана жыштык мүнөздөмөлөрү боюнча фтор негизиндеги чайырлар эң жакшы, ал эми эпоксиддик чайырлар начарраак иштешет. Продукт тарабынан колдонулган жыштык 10 ГГцден жогору болгондо, фтор негизделген чайыр гана иштейт. PTFE кемчиликтери жогорку баасын, начар катуулугун жана жогорку жылуулук кеңейүү коэффициентин камтыйт.

PTFE үчүн жапырт органикалык эмес заттар (мисалы, кремний диоксиди) субстрат материалынын катуулугун жогорулатуу жана жылуулук кеңейүү коэффициентин азайтуу үчүн толтургуч материалдар же айнек кездеме катары колдонулушу мүмкүн. Мындан тышкары, PTFE молекулаларынын инерттүүлүгүнөн улам, PTFE молекулаларынын жез фольга менен байланышы кыйынга турат, ошондуктан жез фольга менен шайкеш келген атайын беттик тазалоону ишке ашыруу керек. Дарылоо ыкмасы – политетрафторэтилендин бетине химиялык оюп түшүрүү, бетинин тегиздигин жогорулатуу же адгезия жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу үчүн жабышчаак пленканы кошуу. Бул ыкманы колдонуу менен, диэлектрдик касиеттери таасир этиши мүмкүн, жана бүт фтор негизделген жогорку жыштык схемасын андан ары өнүктүрүү керек.

Уникалдуу изоляциялоочу чайыр, өзгөртүлгөн эпоксиддик чайырдан же PPE жана TMA, MDI жана BMI, плюс айнек кездемеден турат. FR-4 CCLге окшош, ал ошондой эле эң сонун ысыкка туруктуулукка жана диэлектрдик касиеттерге, механикалык күчкө жана PCB өндүрүшүнө ээ, мунун баары аны PTFE негизиндеги субстраттарга караганда популярдуу кылат.

Чайырлар сыяктуу изоляциялык материалдардын аткаруу талаптарынан тышкары, өткөргүч катары жездин беттик тегиздиги да тери эффектинин натыйжасы болуп саналган сигнал берүүнүн жоголушуна таасир этүүчү маанилүү фактор болуп саналат. Негизинен, теринин эффектиси – бул жогорку жыштыктагы сигналды өткөрүүдө пайда болгон электромагниттик индукция жана индуктивдүү коргошун коргошундун кесилишинин борборуна ушунчалык топтолуп, кыймылдаткыч ток же сигнал коргошундун бети. Өткөргүчтүн бетинин бүдүрлүүлүгү берүү сигналынын жоголушуна таасир этүүдө негизги ролду ойнойт, ал эми аз тегиздик өтө аз жоготууга алып келет.

Ошол эле жыштыкта, жездин үстүнкү бетинин оройлугу жогорку сигнал жоготууга алып келет. Ошондуктан, жездин бетинин оройлугу иш жүзүндө өндүрүштө көзөмөлдөнүшү керек жана ал адгезияга таасирин тийгизбестен, мүмкүн болушунча төмөн болушу керек. 10 ГГц же андан жогору жыштык диапазонундагы сигналдарга чоң көңүл буруу керек. Жез фольгасынын оройлугу 1мкмден аз болушу талап кылынат жана 0.04мкм бүдүрлүү ультра беттик жез фольганы колдонуу эң жакшы. Жез фольгасынын бетинин тегиздиги ылайыктуу кычкылдануу процесси жана байланыш чайыр системасы менен айкалыштырылышы керек. Жакынкы келечекте диэлектрдик жоготууга таасирин тийгизбөө үчүн профиль капталган чайыры жок жез фольга болушу мүмкүн.

Жогорку жылуулук каршылыгын жана жогорку диссипацияны талап кылат

Миниатюризациялоонун жана жогорку функционалдуулуктун өнүгүү тенденциясы менен электрондук жабдуулар көбүрөөк жылуулукту жаратат, ошондуктан электрондук жабдуулардын жылуулук башкаруу талаптары барган сайын көбүрөөк талап кылынат. Бул маселени чечүүнүн бири жылуулук өткөргүч ПХБ изилдөө жана иштеп чыгуу болуп саналат. ПХБнын жылуулукка каршылык жана диссипация жагынан жакшы иштешинин негизги шарты субстраттын жылуулукка туруктуулугу жана диссипация жөндөмдүүлүгү болуп саналат. PCB жылуулук өткөрүмдүүлүк учурдагы жакшыртуу чайыр жана толтуруу кошумча жакшыртуу жатат, бирок ал чектелген категорияда гана иштейт. типтүү ыкмасы жылытуу элементтери катары иш IMS же металл негизги PCB, колдонуу болуп саналат. Салттуу радиаторлор жана желдеткичтер менен салыштырганда, бул ыкма кичинекей өлчөмдө жана арзан баада артыкчылыктарга ээ.

Алюминий – көп ресурстардын артыкчылыктары, арзан баада жана жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүк менен абдан жагымдуу материал. Жана интенсивдүүлүк. Мындан тышкары, ал абдан экологиялык таза болгондуктан, аны көпчүлүк металл субстраттары же металл өзөктөрү колдонот. Экономиканын артыкчылыктарынан улам, ишенимдүү электр байланышы, жылуулук өткөрүмдүүлүк жана жогорку күч, solder-эркин жана коргошун-эркин, алюминий негизделген схемалар керектөө буюмдарын, унааларды, аскердик буюмдарды жана аэрокосмостук буюмдарды колдонулган. Металл субстраттын жылуулукка туруктуулугунун жана диссипациялоонун ачкычы металл плитасы менен схема тегиздигинин ортосундагы адгезияда экени талашсыз.

Сиздин PCB субстрат материалды кантип аныктоого болот?

Заманбап электрондук доордо электрондук шаймандардын кичирейтүү жана жукалыгы катуу PCB жана ийкемдүү/катуу PCB пайда болушуна алып келди. Ошентип, алар үчүн субстрат материалдын кайсы түрү ылайыктуу болуп саналат?

Катуу ПХБ жана ийкемдүү/катуу ПХБ колдонуу аймактарынын көбөйүшү саны жана аткаруу жагынан жаңы талаптарды алып келди. Мисалы, полиимиддик пленкалар ар кандай категорияларга бөлүнүшү мүмкүн, анын ичинде тунук, ак, кара жана сары, жогорку ысыкка туруктуулук жана ар кандай кырдаалдарда колдонуу үчүн жылуулук кеңейүү коэффициенти төмөн. Ошо сыяктуу эле, үнөмдүү полиэстер пленкасы субстрат колдонуучулардын өзгөрүп жаткан муктаждыктарын канааттандыруу үчүн, анын жогорку ийкемдүүлүгү, өлчөмдүү туруктуулугу, пленка бетинин сапаты, фотоэлектрдик бириктирүү жана айлана-чөйрөгө каршы туруу үчүн рынок тарабынан кабыл алынат.

Катуу HDI PCB сыяктуу, ийкемдүү PCB жогорку ылдамдыктагы жана жогорку жыштыктагы сигнал берүүнүн талаптарына жооп бериши керек жана ийкемдүү субстрат материалынын диэлектрдик туруктуулугуна жана диэлектрдик жоготууга көңүл буруу керек. Ийкемдүү схема политетрафторэтилен жана өнүккөн полиимиддик субстраттан турушу мүмкүн. Органикалык эмес чаң жана көмүртек буласы үч катмар ийкемдүү жылуулук өткөрүүчү субстраттын натыйжасында полиимиддик чайырга кошулушу мүмкүн. Органикалык эмес толтуруучу материал алюминий нитриди, алюминий оксиди же алты бурчтуу бор нитриди болушу мүмкүн. субстрат материалдын бул түрү 1.51W / мК жылуулук өткөрүмдүүлүк бар, 2.5kV бир чыңалуу жана 180 градус ийрилик туруштук бере алат.