Shengyi S1000-2M PCB pro spolehlivost silných vícevrstvých

Shengyi S1000-2M je laminát FR-4.0 s vysokým Tg a nízkým CTE pro desky s vysokým počtem vrstev , které musí odolat bezolovnatému zpracování a zachovat si spolehlivost pokovení průchozích otvorů a izolace. Shengyi vyniká 180 °C Tg měřenou DSC, 185 °C měřenou DMA, 355 °C Td, 41 ppm/°C CTE v ose z pod Tg, 208 ppm/°C nad Tg, celkovou roztažnost z 2.4 % od 50 do 260 °C, T260 delší než 60 minut, T288 delší než 30 minut, anti-CAF vlastnosti, nízkou absorpci vody a vhodnost pro počítačové, komunikační, automobilové a vícevrstvé produkty.

Materiál by neměl být umístěn jako laminát s ultra nízkými ztrátami. Veřejně publikovaná data společnosti Shengyi uvádějí typickou hodnotu Dk 4.6 a tangens ztrát 0.018 při 1 GHz na uvedeném referenčním vzorku. Primární hodnotou je tepelně-mechanická spolehlivost v silných vícevrstvých deskách. Spolehlivá deska S1000-2M stále vyžaduje konzervativní geometrii otvorů, kontrolované vrtání a odstraňování šmouh, rovnoměrné pokovování, vyvážení mědi, registraci, řízení vlhkosti a definovanou historii montáže.

Proč vysoký počet vrstev zvyšuje každé tepelně-mechanické riziko

Každá další vrstva přidává rozhraní, rozložení mědi, možnosti registrace, tolerance dielektrické tloušťky a historii laminace. Desky s více vrstvami jsou také často fyzicky větší a silnější, s více konektory a průchozími otvory. To znamená, že stejná variace materiálových vlastností vytváří větší absolutní efekt.

S1000-2M snižuje několik rizik na straně materiálu, zejména roztažnost a tepelnou odolnost. Nezjednodušuje však geometrii. Uvolnění vyšší vrstvy by mělo začít u nejhorších struktur desky: nejmenší dokončený otvor, nejsilnější lokální měď, nejhlubší zadní vrtání, nejhustší pole propojení, největší přechod s největší hustotou mědi a nejnáročnější vystavení sestavy.

Proč může být spolehlivost otvoru důležitější než elektrické ztráty

V mnoha telekomunikačních, průmyslových, automobilových a počítačových deskách jsou signálové cesty dostatečně střední, takže Df není limitujícím faktorem. Rizikem v poli je otevřený pokovený otvor , přerušovaný konektor, únik CAF nebo delaminace po tepelném cyklování. Volba pryskyřice s nižšími ztrátami při zachování agresivního systému otvorů může vést k finančním úsporám, aniž by se snížila pravděpodobnost dominantní poruchy.

Metriky spolehlivosti vyžadují geometrii desky

Hodnota T288 na referenčním vzorku laminátu neudává, jak se 4mm deska s hotovým otvorem o průměru 0.25 mm chová po třech přetaveních a přepracování. Jedná se o referenční materiálový screening. Konečné rozhodnutí musí zahrnovat celkovou roztažnost osy Z, deformaci otvoru, pokovení, stav pryskyřice, vlhkost a skutečný tepelný profil.

Silná deska, malý otvor a vícenásobné přetavování: Kombinované riziko

Kombinace tloušťky, malých otvorů a opakovaného ohřevu je důležitější než kterýkoli jiný faktor. Během přetavování se pryskyřice roztahuje podél osy z, zatímco měděný válec se roztahuje méně. Válec přenáší cyklické napětí, často koncentrované v blízkosti spoje vnitřní vrstvy nebo kolena. Menší průměry a tenčí pokovení snižují dostupný únavový průřez.

Technický výkres by měl uvádět konečný otvor, nejen velikost vrtáku. Měl by definovat pokovení a konečnou toleranci, protože kompatibilita lisovaných nebo pájených konektorů závisí na konečném průměru, zatímco spolehlivost pokovení závisí na procesu, kterým jsou vytvořeny.

Plánování vyvážení, registrace a plnění pryskyřicí

Pro vyvážení by měla být navržena vysokovrstvá vrstvená konstrukce S1000-2M. Symetrie v dielektrické konstrukci a rozložení mědi snižuje deformaci a zajišťuje rovnoměrnější tlak/teplo laminace. Elektrické požadavky mohou bránit dokonalé symetrii, ale odchylky by měly být záměrné a přezkoumány.

• Pokud je to možné, zrcadlete nebo vyvažte měděná závaží kolem středu desky.
• V řídkých oblastech použijte metodu „krádeže mědi“ k omezení velkých lokálních přechodů hustoty mědi.
• Přizpůsobte objem prepregové pryskyřice skutečné topografii mědi a vzdálenostem rovin.
• Prohlédněte si husté konektory a propojovací pole odděleně od otevřených oblastí trasování.
• Použijte nástroje pro panely a kompenzaci kresby na základě rozměrového pohybu naměřeného výrobcem.
• Umístěte registrační a tloušťkové kupony na místa v panelu, kde jsou viditelné rozdíly mezi středem a okrajem.
• Řízení historie tepla a kumulativního pohybu sekvenční laminace při použití zapuštěných nebo slepých prostupů.

Nedostatek pryskyřice a posun tloušťky

Příliš málo pryskyřice může zanechat dutiny, špatnou přilnavost nebo rozhraní bohatá na sklo. Příliš mnoho pryskyřice může zvýšit kolísání tloušťky a pohyb. Výrobce by měl odhadnout potřebu pryskyřice na základě procentuálního zastoupení mědi, tloušťky mědi, typu skla a cílového dielektrika. Průřezy prvního výrobku by měly porovnávat husté a řídké oblasti mědi, a ne pouze porovnávat vhodné vzorky.

Registrace je spojena se spolehlivostí díry

Špatná registrace může zmenšit prstenec a změnit zachycení mědi ve vnitřní vrstvě. To vytváří elektrická i mechanická rizika. Schopnost registrace by měla být vyhodnocena na základě skutečné velikosti panelu a počtu vrstev; malý testovací panel nemusí reprezentovat výrobní roztažení a smrštění.

Ovládací prvky vrtání, odstraňování skvrn a pokovování

Vrtání a pokovování desek plošných spojů je proces, kdy se materiálové vlastnosti přeměňují na spolehlivé propojení. Vysoká tepelná odolnost nedokáže opravit rozmazanou nebo poškozenou stěnu otvoru. Proces musí vytvořit čisté, dobře aktivované rozhraní a jednotný měděný válec.

Minimální množství mědi musí být požadavkem na hotovou desku.

Uveďte příslušné minimální požadavky IPC/zákazníka a jakékoli vyšší požadavky specifické pro daný produkt. První článek by měl měřit více než jedno místo a více než jednu velikost otvoru, protože rozložení pokovení závisí na poloze a geometrii panelu. Jedna průměrná hodnota může skrýt tenký řez, který řídí únavovou životnost.

Návrh proti CAF pro husté telekomunikační a průmyslové desky

Materiál S1000-2M se prodává s vynikajícími vlastnostmi proti CAF , což je důležité pro husté telekomunikační a průmyslové desky s plošnými spoji. Materiál snižuje náchylnost k zamoření, ale nedokáže překonat špatné rozteče, poškozená rozhraní sklo/pryskyřice, kontaminaci nebo kondenzaci.

Pokud více napěťových domén sdílí husté pole konektoru, vytvořte mapu napětí namísto použití jedné univerzální mezery. Uzly s vysokým napětím a vysokou impedancí mohou vyžadovat větší rozteče nebo lepší ochranu proti vlivům prostředí, i když je zbytek desky nízkonapěťový.

Kontrolní body procesu s největší pravděpodobností selžou

K nejčastějším výrobním chybám dochází v přechodech: z husté na řídkou měď, ze středu panelu na okraj, z malého na velký otvor, z průchozího otvoru na zadní vrtání, z prvního na pozdější cyklus laminace a z holého plechu na sestavu. Na těchto přechodech by měly být umístěny kontrolní body.

Kontrolní plán by měl stanovit, kdo kontroluje jednotlivé kontrolní body a co se stane, když je překročen limit. Hodnota dat prvního výrobku se ztratí, pokud je výrobě povoleno změnit typ skla, měď, výšku vrtáku, zatížení pokovování nebo recepturu lisu bez spuštění kontroly.

Kvalifikační plán pro tlusté vícevrstvé systémy

Zátěžové testy propojení by měly používat skutečnou geometrii pro nejhorší případ. Standardní vzorek o tloušťce 1.6 mm nepředstavuje silnou desku s vysokou vrstvou. Vzorek by měl zahrnovat nejmenší otvor, nejdelší válec, nejvyšší hmotnost mědi, nejhlubší zadní vrtání, nejhustší předpětí via a plánované odkrytí sestavy.

1. Validace materiálu a konstrukce. Potvrďte přesný obsah laminátu/prepregu S1000-2M, šarže, skla, pryskyřice, mědi a kontrolovaného TDS.
2. Stack-up dle provedené práce. Změřte tloušťku dielektrika/mědi, celkovou tloušťku desky, registraci a deformaci napříč polohami panelu.
3. Mikrořezy PTH. Zkontrolujte vrtání, odstraňte nečistoty, spoje vnitřních vrstev, měděnou stěnu, prstenec a zpětný vrták.
4. Tepelná předběžná úprava. Před konečnou kontrolou otvoru aplikujte plánovanou historii přetavení/vlnování/selektivního/opracování.
5. Spolehlivost propojení. Použijte IST, tepelné cyklování, pájení s floatováním nebo test dle požadavků zákazníka na reprezentativní geometrii.
6. CAF/environmentální. Provádějte zkoušky vlhkostního předpětí tam, kde napětí, rozteč a provozní podmínky představují riziko.
7. Elektrické ovládání. Ověřte impedanci a výkon trasy s daty specifickými pro danou konstrukci; netvrdte o ultranízkých ztrátách.
8. Základní linie výroby. Archivujte nezpracované rozměry, obrázky, šarže materiálu, záznamy o lisech/vrtačkách/plechách a limity přijetí.

Selhání testu by mělo být lokalizováno

Pokud selže vzorek, určete, zda se trhlina nachází v kolenu, na spoji vnitřní vrstvy, uprostřed válce, na rozhraní mikrootvorů nebo na přechodu zpětného vrtání. Různá umístění ukazují na různé příčiny – geometrii, pokovování, vrtání/odstranění skvrn, registraci nebo tepelné namáhání. Obecný závěr o „selhání materiálu“ je zřídkakdy dostačující.

Vyberte S1000-2M podle rizika selhání, nikoli pouze podle Tg

Balíček dat o poptávce a výrobě

V RFQ by měl být výrobce požádán o identifikaci nejagresivnějšího otvoru a navrhované výrobní rezervy. To by mělo podpořit technickou cenovou nabídku spíše než obecné prohlášení, že deska je „v rámci možností“. Dodavatel by měl vysvětlit, jak zvolená konstrukce, vrtání, pokovování a testovací plán S1000-2M řeší tento nejhorší případ.

Reference výrobce a poznámky k vydání

Níže uvedená stránka produktu Shengyi je veřejným zdrojem pro informace o spolehlivosti S1000-2M a typických referenčních vlastnostech použitých v tomto článku. Cenová nabídka výrobce by měla obsahovat aktuální kontrolovaný datový list a uvádět přesné konstrukce jádra/prepregu, protože spolehlivost hotové desky nelze odvodit pouze z hodnot na úrovni rodiny.

• Oficiální stránka produktu Shengyi S1000-2M a typické vlastnosti