PCB نیم سوراخ فلزی با فشار مختلط RO4350+FR4 عملکرد عالی سیگنال فرکانس بالا- RO4350 را با مزیت هزینه FR4 ترکیب می‌کند، و آن را به یک راه‌حل اصلی هزینه-در زمینه‌های ارتباطات فرکانس بالا و تجهیزات تشخیص دقیق تبدیل می‌کند. با این حال، تفاوت در خواص فیزیکی بین دو بستر همراه با الزامات ساختاری ویژه نیم سوراخ‌های فلزی باعث ایجاد چهار مشکل اصلی در تولید شده است که برای دستیابی به تولید انبوه پایدار نیاز به پیشرفت‌های فنی هدفمند دارد.
چالش پیوند بین لایه ای: پیشرفت در سازگاری بین دو بستر
سیستم رزین و ضریب انبساط حرارتی RO4350 و FR4 به طور قابل توجهی متفاوت است و همجوشی رابط زمانی که مستقیماً مخلوط می شود ضعیف است. پس از خنک شدن در دمای بالا، لایه لایه شدن و تاب برداشتن به دلیل اختلاف تنش، که منبع اصلی و دشواری فرآیند است، مستعد رخ دادن است.
بهینه سازی سازگاری مواد: رها کردن ورق نیمه پخت FR4 معمولی و استفاده از ورق چسب اختصاصی Rogers 2929، ثابت دی الکتریک آن Dk=2.9، افت دی الکتریک tan δ<0.003, and interlayer peel strength can be improved by more than 57%.
طراحی بافر لایه انتقال: یک لایه انتقال سازگار بین RO4350 و FR4 اضافه می‌شود تا به تدریج CTE را در جهت Z توزیع کند و اختلاف CTE بین دو بستر را تا 10% کاهش دهد و تنش حرارتی را جذب کند.
ساختار انباشته متقارن: با اتخاذ یک طرح انباشته آینه با لایه مرکزی PCB به عنوان محور تقارن، مانند ساختار "RO4350B/PP/FR-4 × 6/PP/RO4350B"، تنش حرارتی در چندین لایه لغو می شود و تاب خوردگی پس از چرخه 0.2% را کاهش می دهد.
کنترل پایداری ابعادی: خطر کنترل از دست دادن دقت پس از ترک خوردگی با فشار مخلوط
نرخ انقباض RO4350 و FR4 هماهنگ نیستند و پس از سرد شدن با فشار مختلط، مستعد کشش کلی یا برآمدگی موضعی هستند که در نتیجه موقعیت نیمه سوراخ جابجا می شود و مستقیماً بر دقت تراز حفاری بعدی تأثیر می گذارد.
پیش تیمار قبل از انقباض: عملیات قبل از پخت بر روی دو بستر قبل از مخلوط کردن و فشار دادن انجام می شود تا مقداری تنش داخلی از قبل آزاد شود و تفاوت انقباض پس از مخلوط کردن و فشار دادن بسیار کاهش یابد.
فرآیند فشار دادن مرحله به مرحله: با اتخاذ یک منحنی گرمایش مرحله ای تقسیم شده، نرخ گرمایش از 3 درجه در دقیقه معمولی به 1.2 درجه در دقیقه کاهش می یابد. تنش متعادل شده و پس از 15-20 دقیقه عایق کاری روی سکوی 170 درجه آزاد می شود تا از تمرکز تنش و تغییر شکل ابعادی جلوگیری شود.
تصحیح صافی پس از اختلاط: مراحل تشخیص صافی و تصحیح فیزیکی را پس از اختلاط اضافه کنید تا اطمینان حاصل شود که صافی ورق وارد مرحله پردازش نیمه سوراخ شده، الزامات دقت ± 0.1mm/100mm را برآورده می کند.
مشکل در پردازش نیمه سوراخ: سازگاری فرآیندی زیرلایه متمایز
RO4350 سختی بالاتری نسبت به FR4 دارد و تفاوت قابل توجهی در مقاومت به خوردگی و چسبندگی فلز بین دو زیرلایه وجود دارد. فرآیندهای یکنواخت معمولی مستعد مشکلاتی مانند اندازه منافذ ناهموار، دیواره‌های منافذ ناهموار و پوشش ناهموار هستند.
بهینه سازی پارامترهای حفاری: یک مته تخصصی آلیاژ سخت را انتخاب کنید که با دو نوع سختی بستر سازگار باشد، سرعت حفاری و انتقال صاف را در محل اتصال RO4350 و FR4 کاهش دهید و از دیواره های سوراخ ناهموار ناشی از تغییرات نیروی ناگهانی روی مته اجتناب کنید.
حفاری قطعه بندی شده: بر اساس تفاوت تحمل شیمیایی بین دو بستر، غلظت عامل حفاری و زمان عملیات به صورت مرحله ای تنظیم می شود تا حفاری باقیمانده روی سطح RO4350 کاملاً حذف شود و از خوردگی بیش از حد بستر FR4 جلوگیری شود.
فرآیند فرزکاری ویژه: با اتخاذ یک مسیر برش V شکل، یک سوراخ راهنما در لبه نیم سوراخ اضافه می‌شود تا پوسته مس اضافی را از قبل جدا کند، و از یک شکاف کاتر برای بهینه‌سازی سرعت و سرعت افت استفاده می‌شود و تولید سنبله‌های مسی از منبع را کاهش می‌دهد.
تضمین قابلیت اطمینان پوشش: بهبود یکپارچگی پوشش در رابط فشار مخلوط
شکاف های کوچک در سطح مشترک فشار مخلوط می تواند به راحتی منجر به نفوذ ناکافی محلول آبکاری شود و در نتیجه جای خالی پوشش، چسبندگی ضعیف و مشکلات دیگر ایجاد شود. استفاده طولانی مدت می تواند به راحتی منجر به خوردگی یا تماس ضعیف شود.
فعال‌سازی ویژه رابط: قبل از آبکاری، تمیز کردن پلاسما و عملیات فعال‌سازی روی سطح مشترک فشار مخلوط انجام می‌شود تا ناخالصی‌های باقیمانده حذف شود و پایه چسبندگی پوشش تقویت شود.
فرآیند آبکاری پالسی: آبکاری پالسی به جای آبکاری DC معمولی برای بهبود توانایی نفوذ محلول آبکاری در شکاف های رابط، اطمینان از ضخامت پوشش یکنواخت در دیواره داخلی نیمه سوراخ و تثبیت ضخامت مس سوراخ در 20 میکرومتر یا بالاتر استفاده می شود.
سوراخ‌زدایی پس از پردازش: پس از تشکیل نیم سوراخ، تحت عملیات اچینگ قلیایی و میکرو اچینگ قرار می‌گیرد تا سوراخ‌های مسی باقیمانده کاملاً از بین برود و از مشکلاتی مانند اتصال کوتاه و لحیم کاری مجازی در حین جوش‌کاری جلوگیری شود.