Il PCB a mezzo foro metallizzato a pressione mista RO4350+FR4 combina le eccellenti prestazioni del segnale ad alta-frequenza di RO4350 con il vantaggio in termini di costi di FR4, rendendolo una soluzione mainstream-economica nei campi delle apparecchiature di comunicazione ad alta-frequenza e di rilevamento di precisione. Tuttavia, le differenze nelle proprietà fisiche tra i due substrati combinate con gli speciali requisiti strutturali dei semifori metallizzati hanno portato a quattro principali difficoltà di produzione, che richiedono innovazioni tecnologiche mirate per ottenere una produzione di massa stabile.
La sfida del legame tra strati: svolta nella compatibilità tra due substrati
Il sistema di resina e il coefficiente di espansione termica di RO4350 e FR4 differiscono in modo significativo e la fusione dell'interfaccia è scarsa se miscelati direttamente. Dopo il raffreddamento ad alta-temperatura, è probabile che si verifichino delaminazione e deformazione a causa delle differenze di stress, che rappresentano la fonte principale e la difficoltà del processo.
Ottimizzazione dell'adattamento del materiale: abbandono del normale foglio semi-indurente FR4 e utilizzo del foglio adesivo dedicato Rogers 2929, la sua costante dielettrica Dk=2.9, perdita dielettrica tan δ<0.003, and interlayer peel strength can be improved by more than 57%.
Design del buffer dello strato di transizione: viene aggiunto uno strato di transizione compatibile tra RO4350 e FR4 per distribuire gradualmente il CTE nella direzione Z, riducendo la differenza di CTE tra i due substrati entro il 10% e assorbendo lo stress termico.
Struttura di impilamento simmetrico: adottando un design di impilamento a specchio con lo strato centrale del PCB come asse di simmetria, come la struttura "RO4350B/PP/FR-4 × 6/PP/RO4350B", lo stress termico viene annullato in più strati, riducendo la deformazione dall'1,2% allo 0,5% dopo il ciclo termico.
Controllo della stabilità dimensionale: rischio di perdita di precisione del controllo dopo cracking a pressione mista
I tassi di ritiro di RO4350 e FR4 non sono sincronizzati e, dopo il raffreddamento a pressione mista, sono soggetti a stiramento complessivo o rigonfiamento locale, con conseguente spostamento della posizione del mezzo foro e influenzando direttamente la successiva precisione di allineamento della foratura.
Pretrattamento pre-restringimento: il trattamento pre-cottura viene effettuato su due substrati prima della miscelazione e della pressatura per rilasciare in anticipo parte dello stress interno, riducendo notevolmente la differenza di ritiro dopo la miscelazione e la pressatura.
Processo di pressatura passo dopo passo: Adottando una curva di riscaldamento a gradini segmentata, la velocità di riscaldamento viene ridotta dai convenzionali 3 gradi/min a 1,2 gradi/min. Le tensioni vengono bilanciate e rilasciate dopo 15-20 minuti di isolamento sulla piattaforma a 170 gradi per evitare concentrazioni di tensioni e deformazioni dimensionali.
Correzione della planarità dopo la miscelazione: Aggiungere il rilevamento della planarità e le fasi di correzione fisica dopo la miscelazione per garantire che la planarità del foglio che entra nella fase di lavorazione del mezzo foro soddisfi i requisiti di precisione di ± 0,1 mm/100 mm.
Difficoltà nella lavorazione del mezzo foro: adattamento del processo di substrato differenziato
RO4350 ha una durezza maggiore rispetto a FR4 e vi è una differenza significativa nella resistenza alla corrosione e nell'adesione del metallo tra i due substrati. I processi uniformi convenzionali sono soggetti a problemi quali dimensioni dei pori irregolari, pareti ruvide dei pori e rivestimento irregolare.
Ottimizzazione dei parametri di perforazione: selezionare una punta specializzata in lega dura compatibile con due tipi di durezza del substrato, ridurre la velocità di perforazione e una transizione graduale alla giunzione di RO4350 e FR4 ed evitare pareti ruvide del foro causate da improvvisi cambiamenti di forza sulla punta.
Deforazione segmentata: in base alla differenza di tolleranza chimica tra i due substrati, la concentrazione dell'agente di deforatura e il tempo di trattamento vengono regolati in più fasi per rimuovere completamente la perforazione residua sulla superficie di RO4350 ed evitare un'eccessiva corrosione del substrato FR4.
Processo di fresatura speciale: Adottando un doppio percorso di taglio a forma di V-, viene aggiunto un foro guida sul bordo del mezzo foro per rimuovere in anticipo la pelle di rame in eccesso e viene utilizzata una taglierina per ottimizzare la velocità e la velocità di caduta, riducendo la generazione di punte di rame dalla fonte.
Garanzia di affidabilità del rivestimento: miglioramento dell'integrità del rivestimento all'interfaccia di pressione mista
I piccoli spazi nell'interfaccia di pressione mista possono facilmente portare a una penetrazione insufficiente della soluzione di placcatura, con conseguenti vuoti di rivestimento, debole adesione e altri problemi. L'uso a lungo termine può facilmente portare alla corrosione o ad uno scarso contatto.
Attivazione speciale dell'interfaccia: prima della galvanica, vengono eseguiti il trattamento di pulizia e attivazione al plasma sull'interfaccia a pressione mista per rimuovere le impurità residue e migliorare la base di adesione del rivestimento.
Processo di elettroplaccatura a impulsi: la elettroplaccatura a impulsi viene utilizzata al posto della convenzionale elettroplaccatura CC per migliorare la capacità di penetrazione della soluzione di placcatura negli spazi dell'interfaccia, garantire uno spessore uniforme del rivestimento sulla parete interna del semiforo e stabilizzare lo spessore del rame del foro a 20 μm o superiore.
Sbavatura post-lavorazione: dopo che il mezzo foro è stato formato, viene sottoposto a trattamento di attacco alcalino e microattacco per rimuovere completamente le bave di rame residue, evitando problemi come cortocircuiti e saldature virtuali durante la saldatura.