Dopo aver miscelato la scheda ad alta frequenza Rogers con FR-4, si generano facilmente difetti di delaminazione nascosti nell'interfaccia interstrato a causa della mancata corrispondenza del CTE tra i due materiali e delle differenze nella compatibilità del sistema di resina. I seguenti quattro metodi di rilevamento coprono l'intero processo, dal rapido screening iniziale alla precisa analisi dei guasti, adattandosi completamente ai requisiti di rilevamento della delaminazione dei pannelli misti ad alta frequenza:
Screening rapido non distruttivo: rilevamento al microscopio acustico a scansione SAM
Questo è il metodo non{0}distruttivo preferito per il rilevamento degli strati di piastre a pressione mista ad alta-frequenza ed è anche riconosciuto come lo standard di riferimento per la determinazione degli strati nel settore.
Principio fondamentale: penetrando nella scheda con onde ultrasoniche ad alta frequenza da 15-50 MHz, la differenza di impedenza acustica tra lo spazio d'aria interstrato e il substrato viene utilizzata per l'imaging, con una risoluzione fino a 10 μ m. Può identificare con precisione difetti nascosti come strati differenziali e vuoti di resina sull'interfaccia dell'eterogiunzione Rogers e fr4.
Punti chiave di funzionamento: prima dell'ispezione, eseguire la pulizia al plasma sulla superficie della scheda per rimuovere i contaminanti. Concentrati sulla scansione delle aree di concentrazione dello stress come l'interfaccia di pressione mista tra Rogers e fr4, sotto i pad di saldatura BGA e le aree con fori passanti densi. Le aree stratificate mostreranno evidenti punti anomali bianchi luminosi nell'immagine C-scan.
Vantaggi: nessuna necessità di distruggere il campione, ispezione completa al 100% delle piastre prodotte in serie-e un tasso di rilevamento dello strato differenziale molto più elevato per i substrati in PTFE ad alta-frequenza rispetto al normale rilevamento a raggi X-.
Verifica dello stress termico: test di riproduzione shock termico+delaminazione
In risposta alla "stratificazione latente" causata da un insufficiente legame tra gli strati, la stratificazione viene attivata simulando condizioni di lavoro estreme per evitare il mancato rilevamento di prodotti che si guastano dopo la consegna.
Procedura standard: seguire rigorosamente lo standard IPC-TM-650, posizionare il campione in un serbatoio per liquidi a freddo e a caldo da -55 gradi ~+125 gradi, completare 100-500 cicli a una temperatura di 20 gradi/min e rimanere a temperature alte e basse per 15 minuti ciascuno in un singolo ciclo.
Logica di giudizio: una volta completato il ciclo, ripetere immediatamente il test con SAM. Se vengono aggiunti nuovi strati o l'area dello strato originale si espande sull'interfaccia di pressione mista, verrà giudicata direttamente come non qualificata; Monitorando contemporaneamente le variazioni dei parametri Dk/Df, la stratificazione può portare a un improvviso aumento della perdita di inserzione del segnale ad alta-frequenza superiore a 0,5 dB.
Scenario di adattamento: per completare questo test prima della spedizione sono necessarie piastre di pressione ibride Rogers con requisiti di elevata affidabilità come quelli militari e per veicoli con onde millimetriche.
Verifica delle prestazioni meccaniche: test quantitativo della forza di legame tra gli strati
Quantificare direttamente la forza adesiva tra Rogers e l'interfaccia eterogiunzione fr4 ed eliminare il rischio di delaminazione causata da un processo di laminazione inadeguato dalla radice.
Metodo di prova: prendere un campione standard con una larghezza di 25 mm dalla scheda di prova, utilizzare una macchina per prove di trazione per staccare l'interfaccia interstrato a una velocità costante di 50 mm/min, registrare la forza di trazione massima e convertirla in forza di adesione della larghezza unitaria.
Soglia qualificata: la forza di legame tra gli strati della scheda ibrida ad alta frequenza Rogers- deve essere maggiore o uguale a 1,0 N/mm, che è molto superiore al requisito di 0,8 N/mm della normale scheda fr4; Se il valore del test è inferiore alla soglia, indica che la fusione della resina all'interfaccia dei due materiali è insufficiente e si verificherà inevitabilmente una delaminazione durante il successivo processo di saldatura a rifusione.
Verifica supplementare: uso simultaneo del calorimetro a scansione differenziale DSC per testare il valore della Tg. Se la Tg misurata è inferiore di oltre 15 gradi rispetto al valore nominale del materiale, ciò dimostra che l'indurimento della lastra semi-indurita fr4 è incompleto, il che è anche la causa principale della delaminazione.
Conferma definitiva del fallimento: analisi microscopica delle fette metallografiche
Eseguire una dissezione microscopica distruttiva sui campioni anomali stratificati scoperti nel rilevamento precedente, individuare accuratamente la posizione stratificata e la causa principale.
Processo operativo: tagliare un piccolo campione contenente aree stratificate, incorporarlo e polimerizzarlo con resina epossidica, macinarlo e lucidarlo passo dopo passo e osservare direttamente l'interfaccia interstrato al microscopio metallografico con un ingrandimento di 100-500 volte.
Dimensione dell'analisi: è possibile distinguere chiaramente se la delaminazione avviene all'interfaccia tra lo strato centrale Rogers e il PP, o all'interfaccia tra lo strato fr4 e il PP, e indagare se esistono difetti dettagliati come riempimento di resina insufficiente, microfessure e fibre di vetro esposte, al fine di ottimizzare i parametri di miscelazione e laminazione al contrario.
Giudizio tipico: se c'è uno spazio continuo tra il substrato Rogers PTFE e lo strato epossidico fr4 nella fetta, si può confermare che la delaminazione è causata da una scarsa fusione dell'interfaccia di materiali eterogenei, fornendo una chiara base per il successivo miglioramento del processo.