Πλακέτα ITEQ IT-150GS για αξιοπιστία υψηλού επιπέδου

Το ITEQ IT-150GS αντιμετωπίζεται καλύτερα ως ένα υλικό FR-4 μεσαίας απώλειας, χωρίς αλογόνα και με προτεραιότητα στην αξιοπιστία. Δεν αποτελεί την απάντηση σε ένα ακραίο πρόβλημα απώλειας μεγάλου μήκους καναλιού. Είναι η απάντηση όταν μια πλακέτα πολλαπλών στρώσεων χρειάζεται καλύτερη ηλεκτρική συμπεριφορά από την πλακέτα FR-4 με τυπικές απώλειες, ενώ παράλληλα αντιμετωπίζει θερμική έκθεση χωρίς μόλυβδο, πυκνές επιμεταλλωμένες οπές, κίνδυνο CAF, έλεγχο διαστάσεων και περιορισμούς κόστους ή διαθεσιμότητας.

Η τρέχουσα σύγκριση προϊόντων της ITEQ παραθέτει τυπικά Dk 3.9 και Df 0.012 στα 10 GHz για την αναφερόμενη περιεκτικότητα σε ρητίνη 50%. Αυτό τοποθετεί την IT-150GS σε μια κατηγορία μεσαίων απωλειών, πολύ πάνω από τις βαθμίδες IT-968G και IT-988GSE εξαιρετικά χαμηλών απωλειών. Η σωστή μηχανική ερώτηση δεν είναι επομένως "Είναι η Df χαμηλή;" αλλά "Ανθεκτικό αυτό το υλικό και η στοίβαξη στις θερμικές, υγρές, τάσεις, οπές και καταπονήσεις λειτουργίας της πλακέτας, ενώ παράλληλα καλύπτει τον πραγματικό προϋπολογισμό καναλιού;"

Γιατί η αξιοπιστία μπορεί να έχει μεγαλύτερη σημασία από την απώλεια εισαγωγής

Πολλές βλάβες στην παραγωγή συμβαίνουν μετά την ολοκλήρωση μιας προσομοίωσης ακεραιότητας σήματος. Μια ρωγμή σε σχήμα βαρελιού μπορεί να ανοίξει μετά από πολλαπλούς κύκλους επαναροής. Η ανάπτυξη αγώγιμων ανοδικών νημάτων μπορεί να δημιουργήσει διαρροή μεταξύ πολωμένων αγωγών σε υγρό περιβάλλον. Μπορεί να συμβεί αποκόλληση PCB κοντά σε χαλκό ή σε ένα πεδίο διέλευσης. Μια ασύμμετρη σανίδα υψηλού στρώματος μπορεί να παραμορφωθεί αρκετά ώστε να διαταράξει τη συναρμολόγηση. Αυτές είναι αλληλεπιδράσεις υλικού και γεωμετρίας, όχι απλώς αστοχίες ιδιοτήτων του laminate.

Ένα υλικό μεσαίας απώλειας μπορεί να είναι η σωστή επιλογή όταν τα μήκη των διαδρομών είναι μέτρια και το σύστημα έχει επαρκές ηλεκτρικό περιθώριο. Σε αυτήν την περίπτωση, η δαπάνη του προϋπολογισμού για γεωμετρία οπών, επιμετάλλωση χαλκού, έλεγχο υγρασίας, θερμική διαμόρφωση, επιθεώρηση και ισχυρή αξιολόγηση υλικού συχνά παράγει μεγαλύτερη αξιοπιστία πεδίου από τη μετάβαση σε μια ρητίνη εξαιρετικά χαμηλού Df που δεν απαιτεί το κανάλι.

Χαρτογραφήστε τους τρόπους αστοχίας πριν επιλέξετε το υλικό

Η επιλογή υλικού θα πρέπει να ξεκινά με έναν χάρτη αστοχιών. Καταγράψτε τα χαρακτηριστικά της πλακέτας και τις συνθήκες λειτουργίας που μπορούν να προκαλέσουν κάθε αστοχία και, στη συνέχεια, αντιστοιχίστε την πρόληψη και την επαλήθευση. Αυτό αποφεύγει την κοινή πρακτική της χρήσης της «υψηλής Tg» ως υποκατάστατου για κάθε απαίτηση αξιοπιστίας.

Η υψηλή Tg δεν αποτελεί άμεση εγγύηση αξιοπιστίας.

Η Tg σηματοδοτεί μια μετάβαση στη συμπεριφορά του πολυμερούς. Δεν καθορίζει από μόνη της τον συντελεστή τριβής (CTE) πριν και μετά την Tg, την ολική διαστολή, την ανθεκτικότητα της ρητίνης, την απορρόφηση υγρασίας, την πρόσφυση, τη συμπεριφορά αποσύνθεσης ή την αντίσταση σε επαναλαμβανόμενη καταπόνηση. Ένα υλικό υψηλού Tg σε μια επιθετική γεωμετρία χοντρής σανίδας μπορεί ακόμα να αποτύχει, ενώ μια καλά σχεδιασμένη σανίδα σε ένα σύστημα χαμηλότερης Tg αλλά χαμηλότερης διαστολής μπορεί να έχει καλή απόδοση. Η τάση σε επίπεδο σανίδας πρέπει να ταιριάζει με το πλήρες σύνολο ιδιοτήτων και τη διαδικασία κατασκευής.

Πλακέτες που ταιριάζουν στο IT-150GS—και πλακέτες που δεν ταιριάζουν

Το IT-150GS είναι πιο αξιόπιστο σε βιομηχανικούς ελέγχους, τηλεπικοινωνιακό εξοπλισμό, αποθήκευση, διακομιστές, ηλεκτρονικά αυτοκινήτων, όργανα και συγκροτήματα PCB υψηλού επιπέδου όπου οι ρυθμοί δεδομένων και η εμβέλεια είναι μέτριες και όπου οι απαιτήσεις αξιοπιστίας χωρίς αλογόνα ή ενισχυμένης αξιοπιστίας είναι σημαντικές. Δεν θα πρέπει να παρουσιάζεται ως καθολική απάντηση για κάθε προϊόν σε αυτές τις κατηγορίες.

Η επιλογή θα πρέπει να προσδιορίζει τον λόγο χρήσης του IT-150GS στο σχέδιο. Εάν ο λόγος είναι η συμμόρφωση χωρίς αλογόνα, καθορίστε το ισχύον όριο και το πιστοποιητικό. Εάν πρόκειται για αξιοπιστία PTH, ορίστε τη γεωμετρία της οπής και τη θερμική δοκιμή. Εάν πρόκειται για συμπεριφορά μέσης απώλειας, δημοσιεύστε τιμές SI και όρια διαδρομής ειδικά για την κατασκευή. Ένα όνομα υλικού χωρίς την κυρίαρχη απαίτηση είναι δύσκολο να αντικατασταθεί ή να ελεγχθεί.

Χοντρές, υψηλών στρώσεων στοίβες: Κίνδυνος οπών και πλαστικοποίησης

Ο υψηλός αριθμός στρώσεων μεγεθύνει τον θερμικό και μηχανικό κίνδυνο. Περισσότερες στρώσεις δημιουργούν περισσότερες διεπαφές ευθυγράμμισης, περισσότερες ευκαιρίες ανισορροπίας χαλκού, παχύτερες φινιρισμένες σανίδες, μακρύτερα επιμεταλλωμένα βαρέλια και μεγαλύτερη διακύμανση ροής ρητίνης. Μικρές τρύπες και βαθιά διάτρηση μπορούν να προστεθούν ταυτόχρονα, αυξάνοντας τόσο τη δυσκολία κατασκευής όσο και τη συγκέντρωση τάσης.

Η αναλογία διαστάσεων είναι ένας πολλαπλασιαστής τάσης

Ο κύλινδρος μιας διαμπερούς οπής περιορίζει την επεκτεινόμενη ρητίνη. Καθώς η σανίδα γίνεται παχύτερη και η τελική οπή μικραίνει, ο χαλκός πρέπει να αντέξει σε μεγαλύτερη καταπόνηση σε ένα μεγαλύτερο μη υποστηριζόμενο μήκος. Ο σχεδιασμός θα πρέπει να αποφεύγει την επιλογή της μικρότερης διαθέσιμης οπής απλώς για εξοικονόμηση χώρου δρομολόγησης. Η ανοχή της τελικής οπής, η διάμετρος του τρυπανιού, το περιθώριο επιμετάλλωσης, η αναλογία διαστάσεων, ο δακτύλιος του δακτυλίου και η ελάχιστη χάλκινη επιφάνεια στο τοίχωμα θα πρέπει να εξετάζονται μαζί.

Γέμισμα ρητίνης και ισορροπία χαλκού

Το prepreg IT-150GS πρέπει να παρέχει αρκετή ρητίνη για να γεμίσει την τοπογραφία του εσωτερικού στρώματος χαλκού και την πυκνότητα του διαμπερούς πεδίου χωρίς να αφήνει κενά ή διεπιφάνειες με έλλειψη ρητίνης. Τα βαριά επίπεδα δίπλα σε αραιά στρώματα σήματος μπορούν να δημιουργήσουν τοπικές διαφορές πάχους και ροής. Ο κατασκευαστής θα πρέπει να εκτελέσει έναν υπολογισμό της ζήτησης ρητίνης ή μια ισοδύναμη ανασκόπηση χρησιμοποιώντας πραγματικά ποσοστά χαλκού, όχι μόνο το ονομαστικό πάχος τύπου γυαλιού.

• Χρησιμοποιήστε ισορροπημένη κατανομή χαλκού όπου το επιτρέπει ο ηλεκτρικός σχεδιασμός.
• Ορίστε κανόνες κλοπής ή εξισορρόπησης χαλκού σε περιοχές χαμηλής πυκνότητας.
• Εξετάστε τη ζήτηση ρητίνης γύρω από πυκνά πετρώματα μέσω πετρωμάτων, βαρύ χαλκό, ενσωματωμένα νομίσματα και μεγάλες αποστάσεις.
• Χρησιμοποιήστε διαδοχική πλαστικοποίηση μόνο όταν είναι απαραίτητο και αξιολογήστε τα σωρευτικά θερμικά αποτελέσματα και τα αποτελέσματα καταγραφής.
• Μετρήστε το τελικό πάχος του διηλεκτρικού σε αντιπροσωπευτικές πυκνές και αραιές περιοχές κατά τη διάρκεια του πρώτου άρθρου.
• Συμπεριλάβετε τις θέσεις των άκρων και των κεντρικών πάνελ στην καταγραφή και τη δειγματοληψία πάχους.

Διάτρηση και αφαίρεση λεκέδων

Η ποιότητα του τρυπανιού επηρεάζει τόσο την κόπωση της PTH όσο και την CAF. Οι κηλίδες, οι ζημιές από υαλοβάμβακα, τα τραχιά τοιχώματα των οπών, η κεφαλή των καρφιών και η υπερβολική υποχώρηση της ρητίνης μπορούν να θέσουν σε κίνδυνο τη διεπαφή του χαλκού. Θα πρέπει να ελέγχονται η διάρκεια ζωής του εργαλείου, το φορτίο θραυσμάτων, τα υλικά εισόδου/εφεδρείας, ο αριθμός των χτυπημάτων, το ύψος της στοίβας και οι παράμετροι που αφορούν το μέγεθος της οπής. Η απολέπιση πρέπει να αφαιρεί τη ρητίνη χωρίς να προσβάλλει υπερβολικά το γυαλί ή να δημιουργεί μια τραχιά διεπαφή που παγιδεύει τη μόλυνση.

Μεταφράστε τη συμβατότητα χωρίς μόλυβδο σε ένα πραγματικό θερμικό ιστορικό

"Συμβατό χωρίς μόλυβδο«δεν καθορίζει το πραγματικό θερμικό ιστορικό της πλακέτας. Ένα προϊόν μπορεί να υποστεί δύο επαναλήψεις SMT, επιλεκτική συγκόλληση, συγκόλληση με κύματα, τοποθέτηση με πίεση σύνδεσης, χειροκίνητη επιδιόρθωση, αντικατάσταση εξαρτημάτων, σκλήρυνση με σύμμορφη επίστρωση και επιτόπια επανεπεξεργασία. Το φύλλο πλαστικού πρέπει να αξιολογηθεί σε σχέση με το σωρευτικό ιστορικό, ενώ το προφίλ συναρμολόγησης πρέπει να παραμείνει εντός των ορίων των εξαρτημάτων και της πλακέτας.

Το σχέδιο αξιοπιστίας θα πρέπει να ορίζει μια αντιπροσωπευτική ακολουθία προετοιμασίας. Τα κουπόνια ή οι πλακέτες θα πρέπει στη συνέχεια να υποβάλλονται σε διατομή ή να υποβάλλονται σε ηλεκτρικές δοκιμές μετά την ακολουθία, όχι μόνο πριν από αυτήν. Όπου το δικαιολογεί ο κίνδυνος, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται δοκιμές τάσης διασύνδεσης, θερμικοί κύκλοι, συγκολλήσεις με πλωτήρα ή άλλες πιστοποιήσεις πελάτη/IPC για την επαλήθευση της πραγματικής γεωμετρίας.

Το CAF είναι ένα πρόβλημα σχεδιασμού και διαδικασίας, όχι ένα φύλλο δεδομένων

CAF είναι η ανάπτυξη μιας αγώγιμης διαδρομής κατά μήκος των διεπιφανειών γυαλιού/ρητίνης υπό την επίδραση υγρασίας και ηλεκτρικής πόλωσης. Ένα πολυστρωματικό υλικό που διαφημίζεται ως αντι-CAF μειώνει την ευαισθησία του υλικού, αλλά η απόσταση σχεδιασμού, η τάση, η ζημιά στο τοίχωμα των οπών, η ιοντική καθαρότητα, η εισροή υγρασίας και η επεξεργασία παραμένουν καθοριστικοί παράγοντες.

Πώς να αξιολογήσετε τα 370HR, TU-768 και άλλες εναλλακτικές λύσεις υψηλής Tg

Το IT-150GS μπορεί να συγκριθεί με το Isola 370HR, προϊόντα κατηγορίας TUC TU-768, οικογένειες Shengyi high-Tg FR-4 ή άλλα υλικά που βασίζονται στην αξιοπιστία. Η απόφαση για αντικατάσταση δεν θα πρέπει να λαμβάνεται με βάση την Tg ή την αναγνωρισιμότητα της επωνυμίας. Οι τρόποι αστοχίας που διέπουν την επιτροπή και οι απαιτήσεις καναλιού πρέπει να συγκρίνονται στην προτεινόμενη κατασκευή.

Μια υποβάθμιση είναι αποδεκτή όταν ένα λιγότερο ακριβό υλικό πληροί όλες τις ισχύουσες απαιτήσεις με περιθώριο κέρδους και ο πελάτης το επιτρέπει. Μια αναβάθμιση δικαιολογείται όταν η υπάρχουσα γεωμετρία ή το θερμικό περιβάλλον της πλακέτας υπερβαίνει την ικανότητα IT-150GS, όταν η μεγαλύτερη διαδρομή απαιτεί χαμηλότερες απώλειες ή όταν δεν είναι διαθέσιμος ένας συγκεκριμένος στόχος συμμόρφωσης/πιστοποίησης. Η αλλαγή θα πρέπει να τεκμηριώνεται ως νέα πιστοποίηση συστήματος υλικού και όχι ως άτυπη αντικατάσταση αγοράς.

Σχέδιο κυκλοφορίας εργοστασίου και αποδεικτικά στοιχεία πρώτου άρθρου

The πρώτο άρθρο θα πρέπει να αποδείξει τους ελέγχους αστοχίας που εντοπίστηκαν στον αρχικό χάρτη. Το πακέτο αποδεικτικών στοιχείων θα πρέπει να είναι προσαρμοσμένο: μια πλακέτα σύνδεσης υψηλής στρώσης χρειάζεται δεδομένα οπών και καταγραφής· μια βιομηχανική πλακέτα υψηλής τάσης με υγρασία χρειάζεται αποδεικτικά στοιχεία CAF και καθαριότητας· ένας ελεγκτής διακομιστή μέτριας ταχύτητας χρειάζεται επίσης σύνθετη αντίσταση και συσχέτιση απωλειών.

• Αρχεία υλικού: Ακριβές laminate/prepreg IT-150GS, παρτίδα, κατάσταση αποθήκευσης, πιστοποιητικό, έγγραφα συμμόρφωσης.
• Στοίβαξη όπως έχει κατασκευαστεί: Πάχη διηλεκτρικού/χαλκού, στυλ γυαλιού, περιεκτικότητα σε ρητίνη, συνολικό πάχος, ισορροπία χαλκού.
• Αποδεικτικά στοιχεία πλαστικοποίησης: συνταγή πρέσας, θερμοκρασία υλικού, κενό, σκλήρυνση, καταγραφή, διατομές πλήρωσης ρητίνης.
• Αποδεικτικά στοιχεία για τρύπες: Παράμετροι τρυπανιού, διάρκεια ζωής εργαλείου, απολέπιση, ελάχιστος/μέσος χαλκός τοιχώματος, δακτυλιοειδής δακτύλιος, μικροτομές από αντιπροσωπευτικά μεγέθη οπών.
• Θερμική προετοιμασία: πραγματική ή συντηρητική ακολουθία επαναρύθμισης/επεξεργασίας ακολουθούμενη από επαλήθευση διατομής ή ηλεκτρική επαλήθευση.
• CAF/καθαριότητα: έλεγχοι διεργασιών και δεδομένα μεροληψίας υγρασίας ή καθαριότητας που απαιτούνται από τον πελάτη.
• Ηλεκτρικά: κουπόνια σύνθετης αντίστασης και, όπου το δικαιολογεί το μήκος της διαδρομής, δεδομένα απώλειας εισαγωγής για την ακριβή κατασκευή.
• Warpage: τόξο/στρίψιμο πριν και μετά την αντιπροσωπευτική έκθεση συναρμολόγησης για ασύμμετρες ή μεγάλες σανίδες.

Τα κριτήρια αποδοχής θα πρέπει να είναι μετρήσιμα. Αντικαταστήστε την «καλή αξιοπιστία PTH» με ελάχιστο χαλκό τοιχώματος, μέγιστη αναλογία διαστάσεων, εγκεκριμένη ακολουθία αναδιαμόρφωσης, απαιτήσεις διατομής χωρίς ρωγμές και οποιοδήποτε απαιτούμενο αποτέλεσμα κύκλου. Αντικαταστήστε την «αντι-CAF» με την ισχύουσα συνθήκη δοκιμής ή το πρότυπο πελάτη. Αυτό μετατρέπει τη γλώσσα μάρκετινγκ σε έλεγχο παραγωγής.

RFQ με επίκεντρο την αξιοπιστία

Μια RFQ με επίκεντρο την αξιοπιστία θα πρέπει να ενημερώνει τον προμηθευτή για τον λόγο χρήσης του IT-150GS και ποιες αντικαταστάσεις απαγορεύονται χωρίς έλεγχο.

Η RFQ θα πρέπει επίσης να αναφέρει ποιες παράμετροι μπορούν να βελτιστοποιηθούν από τον κατασκευαστή. Για παράδειγμα, ο προμηθευτής μπορεί να προτείνει έναν διαφορετικό συνδυασμό στυλ γυαλιού για να καλύψει τις ανάγκες πάχους και πλήρωσης ρητίνης, αλλά η πρόταση θα πρέπει να εγκριθεί πριν παγώσουν τα έργα τέχνης και η αξιολόγηση της σύνθετης αντίστασης.

Πρακτικά ερωτήματα από τον σχεδιασμό, την ποιότητα και την προμήθεια

Μπορεί το IT-150GS να αντικαταστήσει το 370HR ή το TU-768;

Πιθανώς, αλλά όχι αυτόματα. Συγκρίνετε την ακριβή ποιότητα, την κατάσταση χωρίς αλογόνα, την κατασκευή με φύλλο κοπής/UL, τη θερμική διαστολή, το T260/T288, την υγρασία/CAF, τη συμπεριφορά προεμποτισμού, το Dk/Df, τη διαθεσιμότητα και την πιστοποίηση σε επίπεδο πλακέτας. Μια αντίστοιχη Tg δεν είναι αρκετή.

Πόσους κύκλους επανακυκλοφορίας μπορεί να επιβιώσει;

Δεν υπάρχει καθολική μέτρηση ανεξάρτητη από τη γεωμετρία και το προφίλ της σανίδας. Χρησιμοποιήστε το προγραμματισμένο θερμικό ιστορικό, τη γεωμετρία των οπών, την κατάσταση υγρασίας, την επιμετάλλωση και τη δοκιμή αποδοχής. Ένα υλικό μπορεί να είναι συμβατό χωρίς μόλυβδο, ενώ μια επιθετική κατασκευή από χοντρό χαρτόνι εξακολουθεί να έχει ανεπαρκές περιθώριο.

Ποιος είναι ο πιο σημαντικός έλεγχος υψηλού επιπέδου;

Δεν υπάρχει ενιαίος έλεγχος, αλλά ο συνδυασμός συντηρητικής γεωμετρίας οπών, ομοιόμορφης επιμετάλλωσης, ελεγχόμενης πλήρωσης ρητίνης, ισορροπίας χαλκού και μετρούμενου θερμικού ιστορικού είναι συνήθως πιο σημαντικός από την επιλογή του υψηλότερου αριθμού Tg.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για συνδέσεις υψηλής ταχύτητας;

Ναι, για διαδρομές των οποίων ο μοντελοποιημένος προϋπολογισμός απωλειών ταιριάζει σε μια κατασκευή Df μεσαίας απώλειας. Δεν θα πρέπει να θεωρείται κατάλληλο για μεγάλα κανάλια PAM4 56G/112G χωρίς προσομοίωση και συσχέτιση κουπονιών.

Πότε πρέπει να αναβαθμιστεί ο σχεδιασμός;

Αναβάθμιση όταν ολόκληρο το κανάλι έχει περιορισμένες απώλειες μετά τη βελτιστοποίηση της τοπολογίας, όταν η θερμική/διασυνδετική τάση υπερβαίνει την πιστοποιημένη κατασκευή IT-150GS ή όταν μια συγκεκριμένη συμμόρφωση ή πιστοποίηση πελάτη απαιτεί διαφορετική κατηγορία.

Το πιο αξιόπιστο άρθρο για το IT-150GS είναι επομένως ένα έγγραφο απόφασης αξιοπιστίας: κατονομάζει την πιθανή αποτυχία, δείχνει πώς η στοίβαξη και η διαδικασία την αποτρέπουν, προσδιορίζει τα στοιχεία που απαιτούνται στο πρώτο άρθρο και ορίζει πότε είναι αποδεκτό ένα υποκατάστατο χαμηλότερης ή υψηλότερης βαθμίδας.

Αναφορές κατασκευαστή και σημειώσεις έκδοσης

Οι δημόσιες αναφορές ITEQ παρακάτω υποστηρίζουν την τοποθέτηση της οικογένειας υλικών και τις τιμές σύγκρισης που αναφέρονται σε αυτόν τον οδηγό. Επειδή τα λεπτομερή θερμικά δεδομένα, οι κατασκευές και η περιφερειακή προμήθεια μπορεί να εξαρτώνται από αναθεωρήσεις, το πακέτο προσφοράς θα πρέπει να περιλαμβάνει το τρέχον ελεγχόμενο φύλλο δεδομένων IT-150GS και την αντίστοιχη επιβεβαίωση προεμποτισμού.

• Σύγκριση τρέχουσας οικογένειας υλικών ITEQ, συμπεριλαμβανομένου του IT-150GS
• Επισκόπηση εφαρμογής ITEQ