L'approvvigionamento di schede ad alta frequenza è più facilmente influenzato da un singolo preventivo: con lo stesso numero di strati, scheda Rogers e dimensioni, una fabbrica A costa il 15% in meno rispetto a una fabbrica B, quindi l'ordine è stato dato ad A. I problemi che emergono sulla linea di produzione RF tre mesi dopo spesso non sono "schede rotte", ma piuttosto errori nei test, incapacità di eseguire il debug e la regolazione e coerenza dei lotti incoerente. Questi tipi di problemi puntano quasi tutti alla stessa variabile nascosta nella citazione: la precisione della larghezza della linea.
1. Perché la precisione della larghezza della linea è l'"interruttore principale" della resa RF
La differenza fondamentale tra una scheda RF e una normale scheda digitale è che il cablaggio stesso è un componente del circuito. L'impedenza caratteristica di una linea a microstrip da 50 Ω è determinata da quattro parametri geometrici/materiali: larghezza della linea W, spessore dielettrico H, spessore del rame T e costante dielettrica Dk. Tra questi, la larghezza della linea è quella più sensibile e facilmente influenzabile dai processi di produzione
Uno.
La relazione quantitativa più coerente nel settore è la seguente:
La larghezza della linea cambia di 0,025 mm (circa 1 mil) e l'impedenza può derivare di 5-8 Ω (conclusione misurata da Minintel per linee a microstriscia da 50 Ω); Alcuni produttori forniscono anche un calibro di "fluttuazione dell'impedenza di 3-5 Ω per ogni deviazione di 1 mil nella larghezza della linea". Entrambi sono dello stesso ordine di grandezza, indicando che la larghezza della linea è il primo fattore sensibile dell'impedenza.
Posizionare 50 Ω entro una tolleranza di ± 3% e la deviazione di impedenza consentita sarà solo ± 1,5 Ω; La deriva di 5-8 Ω causata da un errore di larghezza della linea di 0,025 mm è già 3-5 volte la quantità consentita. Ecco perché nella banda di frequenza delle onde millimetriche, se la larghezza di linea non è precisa, l'impedenza perderà inevitabilmente il controllo.
Osservando la perdita quantitativa di rendimento al contrario: secondo le statistiche dei produttori di PCBA, per le schede progettate da clienti con larghezze di linea inferiori a 0,1 mm, errori di impedenza superiori a ± 15% aumentano la probabilità di guasto di circa 3,8 volte.
Per applicazioni come le schede per antenne radar a onde millimetriche da 77 GHz, la tolleranza dimensionale del patch dell'antenna deve essere controllata entro ± 10 μ m per garantire il puntamento del raggio e la precisione del rilevamento.
In sintesi, la "stessa tavola" nel preventivo può riferirsi a due prodotti diversi in termini di tolleranza della larghezza della linea.
2. Dove l'LDI è migliore dell'esposizione su pellicola tradizionale
Molti produttori dichiarano nei loro preventivi di adottare una tecnologia di esposizione avanzata, ma l'esposizione su pellicola e l'imaging diretto con laser LDI sono due diversi livelli di precisione:
| Confronto delle dimensioni | Esposizione su pellicola tradizionale | Imaging diretto con laser LDI |
|---|---|---|
| Precisione della larghezza della linea | ±10-15μm | ±5-8μm |
| Precisione dell'allineamento | ±25μm | ±5-10μm |
| Vuoi usare la pellicola | Usato, influenzato dalle fluttuazioni di temperatura e umidità | Non è necessario, elimina l'errore di espansione e contrazione del film |
| Coerenza dell'energia di esposizione | Dipende dalla stabilità della sorgente luminosa | La differenza può essere controllata entro ± 2% |
Ci sono due differenze fondamentali:
Il primo livello è la precisione stessa. Lo spot focalizzato del raggio laser di LDI è molto più piccolo della precisione grafica che può essere riprodotta stabilmente da Felin e la rugosità del bordo è significativamente inferiore. La rugosità del bordo è direttamente correlata alla perdita dell'effetto pelle dei segnali ad alta frequenza: le bave sui fianchi possono causare un forte aumento della perdita ad alta frequenza. Questo è anche il motivo per cui alcuni produttori hanno esplicitamente affermato che la precisione della larghezza di linea di 0,1 mil di LDI è un prerequisito per "replicare perfettamente l'intento progettuale e gettare le basi per il successivo controllo dell'impedenza".
Il secondo livello è la capacità di compensare le fluttuazioni, che spesso viene trascurata. La pellicola è un materiale in poliestere estremamente sensibile alla temperatura e all'umidità. Quando l'umidità nell'officina oscilla di qualche punto, la dimensione della pellicola varierà; I materiali di riempimento in PTFE e ceramica comunemente utilizzati per le schede ad alta frequenza (come Rogers RO4350B, RT/duroid 5880, ecc.) hanno caratteristiche di espansione e contrazione diverse e l'espansione e la contrazione di ciascuna area all'interno della scheda laminata multistrato non sono uniformi: è impossibile per un negativo della pellicola allineare contemporaneamente tutte le aree all'interno della scheda. LDI utilizza il CCD per catturare l'obiettivo e calcolare l'espansione e la contrazione effettive in tempo reale. Durante l'esposizione, esegue la correzione del ridimensionamento della grafica, trasformando la "scheda di adattamento film" in una "scheda di adattamento dati". Può anche stabilire coefficienti di compensazione di espansione e contrazione indipendenti in base alle proprietà del materiale.
Questo è lo spartiacque per stabilire se è possibile ottenere una produzione di massa stabile.