Hammamizga ma’lumki, ning asosiy xususiyatlari PCB (bosilgan elektron plata) uning substrat materialining ishlashiga bog’liq. Shuning uchun, elektron plataning ish faoliyatini yaxshilash uchun, avvalo, substrat materialining ishlashi optimallashtirilishi kerak. Hozirgacha yangi texnologiyalar va bozor tendentsiyalari talablariga javob beradigan turli xil yangi materiallar ishlab chiqilmoqda va qo’llanilmoqda.

So’nggi yillarda bosilgan elektron platalar transformatsiyaga uchradi. Bozor asosan ish stoli kompyuterlari kabi an’anaviy apparat mahsulotlaridan serverlar va mobil terminallar kabi simsiz aloqaga o’tdi. Smartfonlar tomonidan taqdim etilgan mobil aloqa qurilmalari yuqori zichlikli, engil va ko’p funktsiyali PCBlarning rivojlanishiga yordam berdi. Agar substrat materiali bo’lmasa va uning jarayon talablari tenglikni ishlashi bilan chambarchas bog’liq bo’lsa, bosilgan elektron texnologiyasi hech qachon amalga oshirilmaydi. Shuning uchun substrat materialini tanlash PCB va yakuniy mahsulot sifati va ishonchliligini ta’minlashda muhim rol o’ynaydi.

Yuqori zichlik va nozik chiziqlar ehtiyojlarini qondiring

•Mis folga uchun talablar

Barcha tenglikni platalari yuqori zichlikli va nozik sxemalarga, ayniqsa HDI PCB (High Density Interconnect PCB) tomon harakatlanmoqda. O’n yil oldin HDI PCB PCB sifatida aniqlangan va uning chiziq kengligi (L) va qator oralig’i (S) 0.1 mm yoki undan kam edi. Biroq, elektron sanoatida L va S ning joriy standart qiymatlari 60 mkm gacha, ilg’or holatlarda esa ularning qiymatlari 40 mkm gacha bo’lishi mumkin.

PCB substrat materialini qanday aniqlash mumkin

O’chirish diagrammasini shakllantirishning an’anaviy usuli tasvirlash va chizish jarayonida. Yupqa mis folga substratlarini qo’llash bilan (qalinligi 9 mkm dan 12 mm gacha) L va S ning eng past qiymati 30 mm ga etadi.

Yupqa mis folga CCL (Mis qoplangan laminat) ning yuqori narxi va stackdagi ko’plab nuqsonlar tufayli, ko’plab PCB ishlab chiqaruvchilari etching-mis folga usulidan foydalanadilar va mis folga qalinligi 18 mm ga o’rnatiladi. Aslida, bu usul tavsiya etilmaydi, chunki u juda ko’p protseduralarni o’z ichiga oladi, qalinligi nazorat qilish qiyin va yuqori xarajatlarga olib keladi. Natijada, yupqa mis folga yaxshiroqdir. Bundan tashqari, taxtaning L va S qiymatlari 20 mikrondan kam bo’lsa, standart mis folga ishlamaydi. Nihoyat, ultra yupqa mis folga ishlatish tavsiya etiladi, chunki uning mis qalinligi 3 mkm dan 5 mkm oralig’ida sozlanishi mumkin.

Mis folga qalinligidan tashqari, joriy nozik sxemalar ham past pürüzlülüklü mis folga yuzasini talab qiladi. Mis folga va substrat materiali o’rtasidagi bog’lanish qobiliyatini yaxshilash va o’tkazgichning po’stlog’ining mustahkamligini ta’minlash uchun mis folga tekisligida qo’pol ishlov berish amalga oshiriladi va mis folga umumiy pürüzlülüğü 5 mm dan kattaroqdir.

Asosiy material sifatida dumbali mis folga qo’yish uning po’stlog’ini yaxshilashga qaratilgan. Shu bilan birga, kontaktlarning zanglashiga olib tashlash paytida haddan tashqari qirqishdan saqlanish uchun qo’rg’oshin aniqligini nazorat qilish uchun u dumg’aza ifloslantiruvchi moddalarni keltirib chiqarishga moyil bo’lib, bu chiziqlar orasidagi qisqa tutashuvga yoki izolyatsiya quvvatining pasayishiga olib kelishi mumkin, bu ayniqsa nozik zanjirlarga ta’sir qiladi. Shuning uchun, past pürüzlülüklü mis folga (3 mkm dan kam yoki hatto 1.5 mkm) talab qilinadi.

Mis folga pürüzlülüğü kamaygan bo’lsa-da, hali ham o’tkazgichning po’stloq kuchini saqlab qolish kerak, bu esa mis folga va substrat materialining yuzasida maxsus sirt ishlov berishni keltirib chiqaradi, bu esa po’stloqning mustahkamligini ta’minlashga yordam beradi. dirijyor.

• Dielektrik laminatlarni izolyatsiyalash uchun talablar

HDI PCB ning asosiy texnik xususiyatlaridan biri qurilish jarayonida yotadi. Odatda ishlatiladigan RCC (qatron bilan qoplangan mis) yoki prepreg epoksi shisha mato va mis folga laminatsiyasi kamdan-kam hollarda nozik davrlarga olib keladi. Endi u SAP va MSPA dan foydalanishga moyil bo’lib, bu mis o’tkazuvchan tekisliklarni ishlab chiqarish uchun izolyatsiyalovchi dielektrik plyonkali laminatlangan elektrsiz mis qoplamani qo’llashni anglatadi. Mis tekisligi nozik bo’lgani uchun nozik sxemalar ishlab chiqarilishi mumkin.

SAPning asosiy nuqtalaridan biri dielektrik materiallarni laminatlashdir. Yuqori zichlikdagi nozik sxemalar talablarini qondirish uchun laminat materiallariga, shu jumladan dielektrik xususiyatlar, izolyatsiya, issiqlikka chidamlilik va bog’lanish, shuningdek HDI PCB bilan mos keladigan texnik moslashuvchanlik kabi ba’zi talablar qo’yilishi kerak.

Global yarimo’tkazgichli qadoqlashda IC qadoqlash substratlari keramik substratlardan organik substratlarga aylantiriladi. FC paketli substratlarning qadami tobora kichikroq bo’lib bormoqda, shuning uchun L va S ning hozirgi odatiy qiymati 15 mkmni tashkil etadi va u kichikroq bo’ladi.

Ko’p qatlamli substratlarning ishlashi past dielektrik xususiyatlarni, past koeffitsientli termal kengayish (CTE) va yuqori issiqlik qarshiligini ta’kidlashi kerak, bu esa ishlash maqsadlariga javob beradigan arzon narxlardagi substratlarga ishora qiladi. Hozirgi vaqtda MSPA izolyatsion dielektrik stacking texnologiyasi nozik zanjirlarni ommaviy ishlab chiqarishda ishlatiladigan nozik mis folga bilan birlashtirilgan. SAP L va S qiymatlari 10 mkm dan kam bo’lgan sxemalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

PCB larning yuqori zichligi va yupqaligi HDI PCB larining yadroli laminatsiyadan har qanday qatlam yadrolariga o’tishiga olib keldi. Xuddi shu funktsiyaga ega HDI PCBlar uchun har qanday qatlamda o’zaro bog’langan tenglikni maydoni va qalinligi yadro laminatlari bilan solishtirganda 25% ga kamayadi. Ushbu ikkita HDI PCBda yaxshi elektr xususiyatlariga ega nozikroq dielektrik qatlamni qo’llash kerak.

Yuqori chastotali va yuqori tezlikdan eksport qilishni talab qiladi

Elektron aloqa texnologiyasi simlidan simsizgacha, past chastotali va past tezlikdan yuqori chastotali va yuqori tezlikgacha. Smartfonlarning unumdorligi 4G dan 5G ga o‘zgardi, bu esa tezroq uzatish tezligi va kattaroq uzatish hajmlarini talab qiladi.

Global bulutli hisoblash davrining paydo bo’lishi ma’lumotlar trafigining bir necha bor o’sishiga olib keldi va yuqori chastotali va yuqori tezlikdagi aloqa uskunalari uchun aniq tendentsiya mavjud. Yuqori chastotali va yuqori tezlikda uzatish talablarini qondirish uchun signal aralashuvi va iste’molini kamaytirishga qo’shimcha ravishda, signalning yaxlitligi va ishlab chiqarish PCB dizaynining dizayn talablariga mos keladi, yuqori samarali materiallar eng muhim element hisoblanadi.

Muhandisning asosiy ishi PCB tezligini oshirish va signalning yaxlitligi muammolarini hal qilish uchun elektr signalining yo’qolishi xususiyatlarini kamaytirishdir. PCBCartning o’n yildan ortiq ishlab chiqarish xizmatlariga asoslanib, substrat materialini tanlashga ta’sir qiluvchi asosiy omil sifatida, dielektrik o’tkazuvchanligi (Dk) 4 dan past bo’lsa va dielektrik yo’qotish (Df) 0.010 dan past bo’lsa, u shunday hisoblanadi. oraliq Dk/Df laminat Dk 3.7 dan past va Df 0.005 dan past bo’lsa, u past Dk/Df laminat hisoblanadi. Hozirgi vaqtda bozorda turli xil substrat materiallari mavjud.

Hozirgacha, asosan, uch turdagi keng tarqalgan ishlatiladigan yuqori chastotali elektron plataning substrat materiallari mavjud: ftorga asoslangan qatronlar, PPO yoki PPE qatronlari va modifikatsiyalangan epoksi qatronlar. Ftor seriyali dielektrik substratlar, masalan, PTFE, eng past dielektrik xususiyatlarga ega va odatda 5 gigagertsli yoki undan yuqori chastotali mahsulotlar uchun ishlatiladi. O’zgartirilgan epoksi qatroni FR-4 yoki PPO substrati 1 gigagertsdan 10 gigagertsgacha bo’lgan chastota diapazoni bo’lgan mahsulotlar uchun javob beradi.

Uchta yuqori chastotali substrat materiallarini solishtirganda, epoksi qatroni eng past narxga ega, ammo ftorli qatronlar eng yuqori narxga ega. Dielektrik o’tkazuvchanlik, dielektrik yo’qotish, suvni yutish va chastotali xarakteristikalar nuqtai nazaridan, ftorga asoslangan qatronlar eng yaxshi ishlaydi, epoksi qatronlar esa yomonroq. Mahsulot tomonidan qo’llaniladigan chastota 10 GHz dan yuqori bo’lsa, faqat ftorga asoslangan qatronlar ishlaydi. PTFE ning kamchiliklari orasida yuqori narx, yomon qattiqlik va yuqori issiqlik kengayish koeffitsienti mavjud.

PTFE uchun quyma noorganik moddalar (masalan, silika) substrat materialining qattiqligini oshirish va termal kengayish koeffitsientini kamaytirish uchun plomba materiallari yoki shisha mato sifatida ishlatilishi mumkin. Bundan tashqari, PTFE molekulalarining inertligi tufayli, PTFE molekulalarining mis folga bilan bog’lanishi qiyin, shuning uchun mis folga bilan mos keladigan maxsus sirt ishlov berish amalga oshirilishi kerak. Davolash usuli politetrafloroetilen yuzasida sirt pürüzlülüğünü oshirish yoki yopishqoqlik qobiliyatini oshirish uchun yopishtiruvchi plyonka qo’shish uchun kimyoviy ishlov berishdan iborat. Ushbu usulni qo’llash bilan dielektrik xususiyatlar ta’sir qilishi mumkin va butun ftorga asoslangan yuqori chastotali sxemani yanada rivojlantirish kerak.

O’zgartirilgan epoksi qatroni yoki PPE va TMA, MDI va BMI, shuningdek, shisha matodan tashkil topgan noyob izolyatsion qatron. FR-4 CCL ga o’xshab, u mukammal issiqlikka chidamlilik va dielektrik xususiyatlarga ega, mexanik kuch va tenglikni ishlab chiqarish qobiliyatiga ega, bularning barchasi uni PTFE asosidagi substratlarga qaraganda ko’proq mashhur qiladi.

Qatronlar kabi izolyatsion materiallarning ishlash talablariga qo’shimcha ravishda, o’tkazgich sifatida misning sirt pürüzlülüğü ham teri ta’sirining natijasi bo’lgan signal uzatish yo’qolishiga ta’sir qiluvchi muhim omil hisoblanadi. Asosan, teri effekti shundan iboratki, yuqori chastotali signal uzatishda hosil bo’lgan elektromagnit induksiya va induktiv qo’rg’oshin o’tkazgichning tasavvurlar maydonining markazida shunchalik to’plangan bo’lib, harakatlantiruvchi oqim yoki signalga qaratilgan. qo’rg’oshin yuzasi. O’tkazgichning sirt pürüzlülüğü uzatish signalining yo’qolishiga ta’sir qilishda asosiy rol o’ynaydi va past pürüzlülük juda kichik yo’qotishlarga olib keladi.

Xuddi shu chastotada misning yuqori sirt pürüzlülüğü yuqori signal yo’qotilishiga olib keladi. Shuning uchun, sirt misining pürüzlülüğü haqiqiy ishlab chiqarishda nazorat qilinishi kerak va u yopishqoqlikka ta’sir qilmasdan imkon qadar past bo’lishi kerak. 10 gigagertsli yoki undan yuqori chastota diapazonidagi signallarga katta e’tibor berilishi kerak. Mis folga pürüzlülüğü 1 mkm dan kam bo’lishi talab qilinadi va pürüzlülüğü 0.04 mkm bo’lgan ultra sirtli mis folgadan foydalanish yaxshidir. Mis folga sirtining pürüzlülüğü tegishli oksidlanish bilan ishlov berish va biriktiruvchi qatronlar tizimi bilan birlashtirilishi kerak. Yaqin kelajakda dielektrik yo’qotishning ta’sirlanishiga yo’l qo’ymaslik uchun yuqori po’stloq kuchiga ega bo’lgan profil bilan qoplangan qatronlarsiz mis folga bo’lishi mumkin.

Yuqori termal qarshilik va yuqori tarqalishni talab qiladi

Kichkinalashtirish va yuqori funksionallikning rivojlanish tendentsiyasi bilan elektron uskunalar ko’proq issiqlik hosil qilish tendentsiyasiga ega, shuning uchun elektron uskunalarning issiqlik boshqaruvi talablari tobora ko’proq talab qilinmoqda. Ushbu muammoni hal qilish usullaridan biri issiqlik o’tkazuvchan PCBlarni tadqiq qilish va ishlab chiqishda yotadi. PCB ning issiqlikka chidamliligi va tarqalishi bo’yicha yaxshi ishlashi uchun asosiy shart – bu substratning issiqlikka chidamliligi va tarqalish qobiliyati. PCB ning issiqlik o’tkazuvchanligining hozirgi yaxshilanishi qatron va plomba qo’shilishining yaxshilanishida yotadi, lekin u faqat cheklangan toifada ishlaydi. Odatiy usul isitish elementlari sifatida ishlaydigan IMS yoki metall yadroli PCB dan foydalanishdir. An’anaviy radiatorlar va fanatlar bilan taqqoslaganda, bu usul kichik o’lchamli va arzon narxlardagi afzalliklarga ega.

Alyuminiy mo’l-ko’l resurslar, arzon narxlardagi va yaxshi issiqlik o’tkazuvchanligining afzalliklari bilan juda jozibali materialdir. Va intensivlik. Bundan tashqari, u juda ekologik jihatdan qulay bo’lib, u ko’pchilik metall tagliklar yoki metall yadrolar tomonidan qo’llaniladi. Iqtisodiyotning afzalliklari, ishonchli elektr aloqasi, issiqlik o’tkazuvchanligi va yuqori mustahkamligi tufayli lehimsiz va qo’rg’oshinsiz, alyuminiy asosidagi elektron platalar iste’mol tovarlari, avtomobillar, harbiy buyumlar va aerokosmik mahsulotlarda qo’llanilgan. Hech qanday shubha yo’qki, metall taglikning issiqlikka chidamliligi va tarqalish ko’rsatkichlarining kaliti metall plastinka va sxema tekisligi orasidagi yopishishda yotadi.

PCB ning substrat materialini qanday aniqlash mumkin?

Zamonaviy elektron asrda elektron qurilmalarning miniatyurasi va nozikligi qattiq PCB va moslashuvchan / qattiq PCBlarning paydo bo’lishiga olib keldi. Xo’sh, ular uchun qaysi turdagi substrat materiali mos keladi?

Qattiq PCB va moslashuvchan/qattiq tenglikni qo’llash sohalarining ko’payishi miqdor va ishlash jihatidan yangi talablarni keltirib chiqardi. Masalan, poliimid plyonkalarni turli xil toifalarga bo’lish mumkin, shu jumladan shaffof, oq, qora va sariq, yuqori issiqlikka chidamliligi va turli vaziyatlarda qo’llanilishi uchun past termal kengayish koeffitsienti. Xuddi shunday, tejamkor poliester plyonkali substrat yuqori elastiklik, o’lchovli barqarorlik, kino sirt sifati, fotoelektrik birikma va atrof-muhitga chidamliligi tufayli foydalanuvchilarning o’zgaruvchan ehtiyojlarini qondirish uchun bozor tomonidan qabul qilinadi.

Qattiq HDI PCBga o’xshab, moslashuvchan PCB yuqori tezlikda va yuqori chastotali signal uzatish talablariga javob berishi kerak va moslashuvchan substrat materialining dielektrik doimiyligi va dielektrik yo’qolishiga e’tibor qaratish lozim. Moslashuvchan sxema politetrafloroetilen va rivojlangan poliimid substratdan iborat bo’lishi mumkin. Poliimid qatroniga noorganik chang va uglerod tolasi qo’shilishi mumkin, natijada uch qatlamli moslashuvchan issiqlik o’tkazuvchan substrat paydo bo’ladi. Noorganik plomba moddasi alyuminiy nitridi, alyuminiy oksidi yoki olti burchakli bor nitridi bo’lishi mumkin. Ushbu turdagi substrat materiallari 1.51 Vt / mK issiqlik o’tkazuvchanligiga ega, 2.5 kV kuchlanish va 180 graduslik egrilikka bardosh bera oladi.