Nel campo dialta-frequenzacomunicazione, i materiali Rogers sono diventati la scelta principale per la produzione di circuiti stampati ad alte-prestazioni grazie alla loro bassa costante dielettrica, al basso fattore di perdita e all'eccellente stabilità termica. Questo tipo di PCB è ampiamente utilizzato in scenari che richiedono un'efficienza di trasmissione del segnale estremamente elevata, come stazioni base 5G, comunicazioni satellitari, sistemi radar, ecc. Il suo flusso di elaborazione è significativamente diverso da quello dei normali circuiti stampati.fr4circuito stampato ed è necessario un controllo preciso del processo per garantire le massime prestazioni del materiale.
Il flusso di elaborazione del PCB Rogers ad alta-frequenza
L'elaborazione del PCB Rogers ad alta-frequenza deve bilanciare le caratteristiche del materiale e i requisiti di prestazione ad alta-frequenza e il processo può essere suddiviso in sei fasi principali:
1. Selezione e pretrattamento dei materiali
I materiali Rogers come RO4350B, RO4003C, ecc. devono essere abbinati accuratamente in base ai requisiti di costante dielettrica e spessore della progettazione del prodotto. Dopo aver ricevuto i materiali è necessaria una rigorosa ispezione visiva per eliminare graffi superficiali e ossidazioni causati da trasporto o conservazione inadeguati.
2. Produzione del circuito dello strato interno
Il circuito dello strato interno è la portante base della trasmissione del segnale e la precisione deve essere garantita attraverso i seguenti passaggi:
Applicazione ed esposizione della pellicola: viene utilizzata una pellicola secca ad alta-precisione e viene utilizzata una macchina di laminazione sotto vuoto per garantire che lo strato di pellicola aderisca saldamente alla superficie del substrato, evitando bolle residue; Il processo di esposizione utilizza apparecchiature di imaging laser diretto per trasferire accuratamente il modello del circuito sulla pellicola secca, garantendo la precisione della larghezza della linea.
Incisione e rilevamento: utilizzando una soluzione di incisione acida, ottenendo un'incisione uniforme del circuito controllando la temperatura di incisione e la pressione di spruzzo; Dopo l'attacco, ispezionare i difetti come interruzioni nei circuiti e cortocircuiti tramite apparecchiature AOI per garantire l'integrità del circuito dello strato interno.
3. Processo laminato
La stratificazione è un fattore chiave nel determinare le prestazioni del PCB Rogers ed è necessario affrontare i problemi di compatibilità di diversi materiali, come la laminazione mista Rogers e FR4
Progettazione dell'impilamento: calcolare lo spessore degli strati in base ai requisiti di impedenza e posizionare ragionevolmente un foglio semi-indurito tra il substrato Rogers e l'FR4 per garantire la forza del legame tra gli strati.
Controllo dei parametri di compressione: adottando una modalità di riscaldamento e pressurizzazione a gradini, la temperatura e la pressione massime vengono impostate in base al modello del materiale per evitare la delaminazione locale causata da una pressione irregolare.
4. Foratura e metallizzazione dei fori
I segnali ad alta frequenza sono sensibili alle prestazioni di trasmissione dei via e richiedono operazioni precise per ridurre la perdita di segnale
Perforazione: utilizzare una punta da trapano in lega dura, regolare ragionevolmente la velocità di perforazione e la velocità di avanzamento in base all'elevata durezza del materiale Rogers ed evitare bave o residui di resina sulla parete del foro.
Deposizione di rame e galvanica: la deposizione chimica di rame viene utilizzata per formare uno strato conduttivo uniforme sulla parete del foro, seguita da un processo di placcatura in rame acido per ispessire il rame del foro, garantendo la conduttività e la resistenza meccanica del passaggio.
5. Cablaggio dello strato esterno e trattamento superficiale
Lo strato esterno del circuito influisce direttamente sulla qualità della trasmissione del segnale e i seguenti aspetti devono essere attentamente controllati:
Incisione del circuito: utilizzo dello stesso processo di esposizione LDI e incisione con acido dello strato interno, garantendo un allineamento preciso tra gli strati esterno e interno del circuito.
Trattamento superficiale: per migliorare la saldabilità e la resistenza all'ossidazione dei cuscinetti di saldatura, i circuiti stampati Rogers ad alta- frequenza utilizzano spesso la tecnologia dell'oro a immersione per controllare lo spessore dello strato d'oro e dello strato di nichel, evitando la perdita di trasmissione del segnale causata da uno spessore eccessivo dello strato d'oro.
6. Stampaggio e controllo finale
In base alle dimensioni esterne progettate dal cliente, le fresatrici CNC vengono utilizzate per la lavorazione di formatura e la selezione dell'utensile deve corrispondere alle caratteristiche di durezza dei materiali Rogers per evitare fessurazioni dei bordi. L'ispezione finale include test di impedenza (utilizzando un tester di impedenza TDR per garantire che la deviazione del valore di impedenza rientri in un intervallo ragionevole), test di resistenza di isolamento e un'ispezione estetica completa per eliminare i prodotti non-conformi con difetti di linea e vuoti nelle pareti.
Precauzioni per l'elaborazione di PCB Rogers ad alta frequenza
L'elaborazione del PCB Rogers ad alta-frequenza deve evitare la perdita di prestazioni causata da caratteristiche e processi dei materiali non corrispondenti. Le considerazioni principali includono:
Controllo della compatibilità del materiale: esiste una differenza nel coefficiente di dilatazione termica tra il materiale Rogers e FR4. Durante la miscelazione e la pressatura, è necessario selezionare un foglio semi-indurito, ad esempio utilizzando PP a basso flusso e ottimizzando i parametri di pressatura per ridurre lo stress tra gli strati ed evitare la delaminazione durante l'uso successivo.
Garanzia di precisione dell'impedenza: oltre alla selezione del substrato, sottili cambiamenti nella larghezza del circuito, nello spessore del rame e nello spessore del dielettrico possono influenzare i valori di impedenza. Durante l'elaborazione, sono necessari il monitoraggio-in tempo reale dei fattori di attacco e la calibrazione regolare delle apparecchiature LDI per garantire la stabilità dell'impedenza.
Standardizzazione del trattamento superficiale: il materiale Rogers ha una superficie relativamente liscia ed è necessario un trattamento speciale di microincisione (come l'utilizzo di una soluzione mista di acido solforico e perossido di idrogeno) prima della deposizione del rame per aumentare la ruvidità della superficie, migliorare l'adesione del rivestimento ed evitare il distacco del rivestimento.
Gestione della pulizia: l'intero processo di lavorazione dovrebbe mantenere un ambiente pulito per evitare l'inquinamento da polvere e olio sulla superficie del substrato, soprattutto durante la fase di impilamento prima della laminazione. Il substrato deve essere trasferito attraverso una macchina aspirante per ridurre l'inquinamento causato dal contatto umano.