6 στρώματα υβριδικών PCB στο υπόστρωμα RO3003 και το πίνακα κυκλωμάτων χρυσού βύθισης 370HR

Αυτό το προσαρμοσμένο υβριδικό PCB έξι στρωμάτων χρησιμοποιεί ένα μικτό υλικό 5mil RO3003 υπόστρωμα υψηλής συχνότητας και 5mil 370HR FR4. Η τελική πλακέτα έχει πάχος 0,82 mm, με χαλκό 1oz στα εξωτερικά στρώματα και χαλκό 0,5oz για τα εσωτερικά στρώματα. Χρησιμοποιεί μπλε συγκολλητική μάσκα εκτυπωμένη με λευκή μεταξοτυπία και επιφανειακή επεξεργασία με εμβάπτιση χρυσού. Το μέγεθος της πλακέτας είναι 83mm × 42mm (1 τεμάχιο). Τα βασικά χαρακτηριστικά σχεδιασμού περιλαμβάνουν 1-2 τυφλές οπές και 0,15mm διαμπερείς οπές γεμισμένες με πάστα χαλκού.

Προδιαγραφές PCB

Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει όλες τις βασικές παραμέτρους κατασκευής για αυτό το υβριδικό PCB.

Στοίβα PCB

Σχεδιαστική Λογική Αυτού του Υβριδικού Διηλεκτρικού Στοίβας 6 Στρωμάτων-πάνω

1. Πλεονεκτήματα Απόδοσης του Υβριδικού Στοίβας 5mil RO3003 Υψηλής Συχνότητας σε Συνδυασμό με 370HR FR4-πάνω

Το υπόστρωμα 5mil RO3003 προσφέρει χαμηλή διηλεκτρική σταθερά και χαμηλό συντελεστή διάχυσης, διατηρώντας την απώλεια εισαγωγής στο ελάχιστο καθώς τα σήματα μικροκυμάτων και RF ταξιδεύουν μέσω του κυκλώματος. Για σχεδιασμούς RF, η απώλεια σήματος υποβαθμίζει άμεσα την ευαισθησία του συστήματος και το εύρος λειτουργίας, επομένως η διατήρηση σταθερής συμπεριφοράς χαμηλής απώλειας είναι κρίσιμη. Η λεπτή διηλεκτρική κατασκευή 5mil δίνει στους σχεδιαστές πολύ λεπτότερο έλεγχο στις τιμές σύνθετης αντίστασης τόσο για μονοκατευθυντική όσο και για διαφορική δρομολόγηση, κάτι που είναι απαραίτητο όταν εργάζεστε με αυστηρά καθορισμένες απαιτήσεις κυκλωμάτων RF.

Η χρήση προεμποτισμένου υλικού 370HR υψηλής Tg μαζί με το RO3003 αντιμετωπίζει τους πρακτικούς περιορισμούς που προκύπτουν από πλακέτες κατασκευασμένες εξ ολοκλήρου από υλικά PTFE γεμισμένα με κεραμικά. Η στιβαρή θερμική δομή του 370HR αντέχει σε επαναλαμβανόμενους κύκλους αναρροής SMT, αντιστέκεται στην αποκόλληση μεταξύ των στρωμάτων ακόμη και όταν οι συναρμολογήσεις περνούν από πολλαπλές θερμικές διαδρομές. Η κατασκευή μιας πλήρους πλακέτας PTFE για ολόκληρη τη στοίβα θα αύξανε σημαντικά το κόστος των υλικών, ενώ αυτά τα καθαρά υλικά υψηλής συχνότητας τείνουν επίσης να δυσκολεύονται με τη θερμική σταθερότητα κατά τη συναρμολόγηση. Αναμειγνύοντας το RO3003 για τα στρώματα σήματος RF με το 370HR FR4 για το υπόλοιπο της στοίβας, ο σχεδιασμός διατηρεί την ηλεκτρική απόδοση που απαιτείται για τη λειτουργία RF χωρίς υπερβολική δαπάνη σε πρώτες ύλες. Αυτή η ισορροπημένη προσέγγιση έχει καταστήσει την υβριδική στοίβα RO3003 + 370HR μια δημοφιλή επιλογή για πολλές μικρές και μεσαίες μονάδες RF όπου τόσο η απόδοση όσο και η εμπορική βιωσιμότητα έχουν σημασία.

2. Σημεία Ελέγχου Διεργασίας για την Κατασκευή Υβριδικού PCB 6 Στρωμάτων Τυπικού Πάχους 0,82 mm

Η διαμόρφωση της στοίβας που χρησιμοποιεί 5mil RO3003 σε συνδυασμό με προεμποτισμένο υλικό 5mil 370HR υπολογίζεται προσεκτικά για να επιτευχθεί το στόχο πάχος της τελικής πλακέτας των 0,82 mm, με αυστηρά όρια στην απόκλιση του πάχους. Το πάχος και η περιεκτικότητα σε ρητίνη κάθε αρχικού υλικού πρέπει να επαληθεύονται πριν από την κατασκευή, επειδή η ασυνεπής ροή ρητίνης του προεμποτισμένου υλικού θα μετατοπίσει το τελικό πάχος της πλακέτας εκτός αποδεκτής ανοχής.

Το RO3003 και το 370HR FR4 έχουν διαφορετική συμπεριφορά θερμικής διαστολής, η οποία δημιουργεί τη κύρια πρόκληση κατασκευής για αυτήν την υβριδική κατασκευή. Το RO3003 είναι PTFE γεμισμένο με κεραμικά, ενώ το 370HR είναι FR4 με βάση την εποξειδική ρητίνη. Οι ρυθμοί διαστολής τους αποκλίνουν όταν θερμαίνονται και ψύχονται κατά τη διάρκεια της πίεσης. Για να αντιμετωπιστεί αυτή η αναντιστοιχία, οι κατασκευαστές πρέπει να υιοθετήσουν τμηματικά προφίλ πίεσης θέρμανσης. Οι αργοί ρυθμοί ανόδου και οι ελεγχόμενες φάσεις ψύξης βοηθούν στην ανακούφιση της θερμικής τάσης μεταξύ των διαφορετικών υλικών, σε συνδυασμό με εξειδικευμένες διαδικασίες κατά της αποκόλλησης για την πρόληψη του διαχωρισμού στη διεπαφή των υλικών.

Αυτό το PCB 6 στρωμάτων έχει πάχος μόνο 0,82 mm, επομένως η μετατόπιση στρώματος και η παραμόρφωση της πλακέτας είναι δύο από τα πιο συνηθισμένα ελαττώματα παραγωγής. Η μετατόπιση στρώματος συνήθως προκύπτει από την άνιση κατανομή πίεσης κατά τη διάρκεια της πίεσης και την ασυνεπή ροή ρητίνης σε ολόκληρο το πάνελ. Η παραμόρφωση συμβαίνει όταν συσσωρεύεται άνιση θερμική τάση σε διαφορετικά διηλεκτρικά στρώματα μετά την ψύξη. Για να μετριαστούν αυτά τα ζητήματα, οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν προσεκτική διάταξη πάνελ, ισορροπημένη κατανομή χαλκού, ελεγχόμενους κύκλους πίεσης και βήματα ανακούφισης τάσης μετά την πίεση. Αυτά τα στοχευμένα μέτρα μειώνουν τα ποσοστά απόρριψης και διασφαλίζουν ότι το τελικό λεπτό υβριδικό PCB έξι στρωμάτων πληροί τις απαιτήσεις διαστάσεων και αξιοπιστίας.