تجزیه و تحلیل مشکلات تولید تخته فرکانس بالا-راجرز: چگونه مشکلات تراز و انبساط و انقباض لمینیت را حل کنیم؟

در تولید تخته‌های فرکانس{0}بالای راجرز، انحراف تراز لایه‌بندی و انقباض مواد، گلوگاه‌های اصلی هستند که عملکرد را محدود می‌کنند و بر عملکرد RF تأثیر می‌گذارند، به‌ویژه در ساختارهای هیبریدی Rogers+FR-4، که در آن دشواری کنترل این مشکل به‌طور تصاعدی افزایش می‌یابد.

علل اساسی دو موضوع اصلی
سه علت ریشه ای مشکلات تورم و انقباض
عدم تطابق CTE: محور Z-CTE FR معمولی-4 50-70 ppm/ درجه است، در حالی که CTE محور Z مواد Rogers مبتنی بر PTFE می‌تواند به 200-300 ppm/درجه برسد. تفاوت در CTE داخل هواپیما بین RO4350B و FR-4 نیز می تواند به 50 ppm / درجه برسد. دامنه انقباض در حین لحیم کاری فشرده سازی و جریان مجدد متفاوت است که مستقیماً باعث انحراف اندازه، تمرکز تنش بین لایه و تاب برداشتن لایه لایه می شود.
تجمع تغییر شکل فرآیند: در طی فرآیند فشرده‌سازی، رزین ورق نیمه پخت (PP) جریان یافته و جامد می‌شود و در نتیجه در جهت X/Y 0.08% -0.12% فشرده می‌شود. پس از اچ کردن ورق مس داخلی، تنش غلتش آزاد می شود. هنگامی که ضخامت مس بزرگتر یا مساوی 2 اونس باشد، اثر تغییر شکل بیشتر تقویت می شود و انحراف تخته چند لایه به راحتی پس از انباشته شدن لایه به لایه فراتر می رود.
ناهمسانگردی مواد: ورق با فرکانس{0}بالای راجرز تحت تأثیر جهت بافت الیاف شیشه و جریان رزین قرار می‌گیرد و تفاوت‌های طبیعی در ضرایب انبساط و انقباض جهت X/Y وجود دارد. حداکثر تفاوت در انبساط و انقباض بین لبه تخته و هسته تخته می تواند به 0.03٪ برسد و جبران مقیاس یکپارچه سنتی به هیچ وجه نمی تواند چنین تغییر شکل های غیرخطی را پوشش دهد.

2. مشکلات اصلی در تراز چند لایه
تحمل آفست بین لایه‌ای تخته‌های چند لایه معمولی ± 75 میکرومتر و 125 میکرومتر است، در حالی که تخته‌های فرکانس بالا به کنترل در 50 ± میکرومتر و تخته‌های{5}}HDI با فرکانس بالا-بالا حتی به ± 25 میکرومتر نیاز دارند. انبساط و انقباض ناهمزمان مواد مختلف، و همچنین انباشته شدن تغییر شکل در ساختارهای چند لایه، می‌تواند به راحتی منجر به جابجایی الگوی بین لایه‌ای و ناهماهنگی سوراخ‌ها شود و در نهایت باعث اعوجاج انتقال سیگنال، ناپیوستگی امپدانس، انحراف حفاری کوتاه داخلی و سایر مشکلات ضایعاتی شود.

سیستم راه حل هدفمند
1. مواد اولیه و بهینه سازی انباشته
طراحی انباشته متقارن: اطمینان حاصل کنید که کل تخته به طور متقارن در اطراف لایه مرکزی توزیع شده است، از تاب برداشتن و تغییر شکل یک طرفه ناشی از ساختارهای نامتقارن از ریشه جلوگیری می کند.
یک لایه بافر انتقال اضافه کنید: PP پر شده از سرامیک و سایر مواد انتقالی را بین Rogers و FR-4 قرار دهید تا انتقال تغییرات CTE هموار شود، که می تواند استرس بین لایه را تا بیش از 60٪ کاهش دهد. در همان زمان، یک ورق نیمه پخته ویژه سازگار با هر دو بستر را انتخاب کنید تا اثر همجوشی رابط را بهبود بخشد.
پیش تصفیه مواد: قبل از فشرده‌سازی، بستر راجرز در دمای 80 درجه / 4 ساعت با خلاء خشک می‌شود و بستر PTFE به‌علاوه برای حذف کامل رطوبت، بهبود چسبندگی با ورق‌های PP و جلوگیری از تغییر شکل جذب رطوبت در طول پردازش بعدی، سطحی فعال می‌شود.

2. تکنولوژی جبران دقیق برای نوسانات قیمت
ایجاد یک مدل جبران پویا: کنار گذاشتن مقیاس‌گذاری خطی تک مقداری سنتی، ایجاد پایگاه‌های داده انبساط و انقباض مستقل برای مدل‌های مختلف مواد، ضخامت صفحه، و لایه‌ها، تنظیم ضرایب جبران به طور مستقل در جهت‌های X/Y، و تقسیم کل صفحه بین مناطق شبکه‌ای چندگانه، با مرکز صفحه به‌عنوان مبدأ و انطباق ورق‌های مختلف. مرکز بشقاب
مدل‌سازی تقسیم‌بندی‌شده زنجیره فرآیند: برای مکانیسم‌های تغییر شکل سه فرآیند هسته پس از حکاکی، پرس و حفاری لایه داخلی، متغیرهای تغییر شکل مربوطه به‌طور جداگانه محاسبه می‌شوند. داده های انبساط و انقباض هر مرحله در سیستم پیش جبران گنجانده شده است تا از تجمع تغییر شکل لایه به لایه جلوگیری شود.
کالیبراسیون تکراری داده‌های برد اول: اهداف آزمایش انبساط و انقباض و حلقه‌های تراز بین لایه‌ای را در لبه فرآیند داخلی تنظیم کنید، داده‌های افست هدف را پس از فشار دادن اولین برد اندازه‌گیری کنید و از آن به عنوان مقدار جبران قبل از انتشار برای تولید دسته‌ای بعدی برای تکرار و بهینه‌سازی مداوم دقت جبران استفاده کنید.

3. فرآیند هم ترازی لمینیت با دقت بالا
ارتقاء سیستم موقعیت یابی: برای تخته های با فرکانس بالا با بیش از 20 لایه، به جای موقعیت یابی سنتی دو پین، از روش موقعیت یابی چهار شیار (Pin Lam) + روش موقعیت یابی مرکب با مذاب داغ/پرچ استفاده می شود که دقت هم ترازی اولیه را در ± 25 میکرو متر کنترل می کند.
فرآیند اتصال گام به گام گرمایش و فشار: اتخاذ یک منحنی افزایش فشار و گرمایش تقسیم‌بندی شده، بخش دمای پایین{0}}به رزین اجازه می‌دهد تا به طور کامل جریان یابد و شکاف‌ها را پر کند، و بخش-درجه حرارت بالا اتصال متقاطع-و پخت را تکمیل می‌کند، از تغییر شکل موضعی ناشی از گرم شدن سریع و از دست دادن کنترل جریان جلوگیری می‌کند. پس از اتمام فشرده سازی، آن را به آرامی و تحت فشار تا دمای اتاق خنک کنید و سپس آن را به مدت بیش از 2 ساعت سرد فشار دهید تا تنش باقی مانده بین لایه ها کاملاً آزاد شود.
تصویربرداری مستقیم لیزر LDI: جایگزینی نوردهی فیلم سنتی با تجهیزات LDI، خطاهای انبساط و انقباض خود فیلم را با دقت نوردهی 0.005 ± به طور کامل حذف می کند. در همان زمان، تجهیزات می توانند مقادیر انبساط و انقباض را در زمان واقعی بر اساس سوراخ های موقعیت یابی روی لبه تخته محاسبه کنند و به طور خودکار جبران کشش تطبیقی ​​را روی گرافیک انجام دهند.

4. شناسایی کامل فرآیند و کنترل حلقه بسته
پس از فشرده سازی، همزمانی بین سوراخ مته و لحیم کاری 100٪ توسط تجهیزات اشعه ایکس بررسی می شود تا اطمینان حاصل شود که انحراف تراز بین لایه در ± 50 میکرو متر کنترل می شود.
بازرسی کامل امپدانس را روی لایه سیگنال کلید انجام دهید تا بررسی کنید که آیا انحراف ضخامت محیط در محدوده قابل کنترلی است یا خیر و از انحراف امپدانس ناشی از عدم تراز لایه‌بندی جلوگیری کنید.
آزمایش 100% استحکام لایه‌برداری را روی محصول نهایی انجام دهید تا اطمینان حاصل کنید که نیروی پیوند بین لایه‌ای بزرگتر یا برابر با 1.2 کیلونیوتن بر متر است و پایداری فرآیند لمینیت را از منظر قابلیت اطمینان تأیید کنید.