10 geruzako PCB materialak FR-4, galera txikiko eta RF plaketarako

10 geruzako PCB baterako materialen hautaketa ez da interfazearen izena laminatu marka bihurtzen duen bilaketa-taula bat. DDR5, PCI Express edo abiadura handiko SerDes bat daraman plaka bat hainbat erretxina-sistemetan fabrikatu daiteke, kanalaren luzeraren, kobrezko profilaren, trazaduraren geometriaren, konektorearen galeraren, bide-trantsizioen, tenperaturaren esposizioaren eta hartzailearen berdintze-gaitasunaren arabera. Alderantziz, bide labur batek huts egin dezake laminatu garesti batean, itzulera-bidea, eremuaren edo erreferentzia-planoaren trantsizioaren bidezkoa eskasa bada.

Gida honek materialen aukeraketa ingeniaritza erabaki gisa hartzen du, marketin hierarkia gisa baino gehiago. Argitaratutako propietateek zer esan nahi duten azaltzen du, non alderatu daitezkeen datu-orrien zenbakiak, nola eragiten dioten kobrea eta beirak amaitutako kanalari eta zer kontrolatu behar den bi material multzo bakarrean konbinatzen direnean. Proiektu espezifikoen aukerak berrikusi behar dira 10 geruzako multzoarekin eta abiadura handiko kanalaren planarekin batera , diseinua izoztu aurretik.

Hasi Elektrizitate eta Fidagarritasun Baldintzarekin

Materialari buruzko erabaki erabilgarri bat plaka amaituak iraun behar dituen baldintzekin eta bideratutako kanalak eman behar duen errendimendu elektrikoarekin hasten da. Sarrera-multzo minimoa seinaleztapen-espektroa edo konformetasun-maskara, bideratutako gehienezko luzera, txertatze-galera baimendua, bide-trantsizioen kopuru eta mota espero dena, erreferentzia-planoaren antolamendua, muntaketa-profila, produktuaren tenperatura-tartea eta beharrezko fidagarritasun-klasea da. Ondoren, materiala hautatzen da galera eta fidagarritasun-aurrekontu osoaren zati gisa.

"Tg altua", "galera txikia" eta "RF materiala" kategoriak dira, ez zehaztapen osoak. Hautatutako kalitatea, erretxina edukia, beiraren estiloa, nukleoaren lodiera, prepreg eraikuntza eta kobrezko xafla identifikatu behar dira azken inpedantzia geometria edo kanal simulazioa argitaratu aurretik.

Nola irakurri laminatuzko datu-orri bat proba-metodoak nahastu gabe

Argitaratutako balioak askotan metodo desberdinen bidez neurtzen dira. Banda-lerro finko baten balioa, erresonadore baten balioa eta inpedantziatik eratorritako diseinu-balioa ez dira elkarren artean trukagarriak, maiztasun berean jakinarazi arren. Datuek erretxina-sistema nominal bat ere deskriba dezakete, pilaketan erabilitako beira-erretxinazko eraikuntza zehatza baino. Horregatik, eremu-ebazle batean kopiatutako Dk zenbaki bakar batek trazadura-zabalera sinesgarria baina zehaztugabea sor dezake.

Inpedantziari dagokionez, fabrikatzaileak normalean prozesu-kalibratutako "diseinu Dk" bat edo material-eraikuntza jakin batekin lotutako eredu enpiriko bat erabiltzen du. Txertatze-galeren simulaziorako, ereduak kobrearen zimurtasuna identifikatu beharko luke, eta, maiztasun handiagoetan, benetako beiraren estiloa edo baliokide den irudikapen anisotropiko bat. Diseinurako erabilitako ereduak eta erosketan entregatutako materialak eraikuntza berari erreferentzia egin behar diote.

10 geruzako tauletan erabilitako material familiak

FR-4 sistema konbentzionalak eta tenperatura altukoak

FR-4ak beira ehunduz indartutako termoegonkor laminatuen familia zabala hartzen du barne. Industria, kontrol, potentzia eta abiadura ertaineko plaka digital askotarako egokia da, baina kalifikazio zehatza oraindik ere garrantzitsua da. Hamar geruzako plaka batek, birfluxu ziklo anitzekin, alderdi-erlazio handiko zuloekin edo laminazio sekuentzialarekin, Z ardatzeko hedapen txikiagoa, delaminazio denbora luzeagoa eta CAF errendimendu hobea behar izan ditzake bi geruzako produktu soil batek baino. "RoHS betetzen" izateak ez du esan nahi automatikoki FR-4 kalifikazio guztiak berunik gabeko muntaketa-profil guztietarako egokiak direnik.

Tg altuko FR-4 askotan marjina termiko eta dimentsio-marjina dela eta hautatzen da, ez Tg-k zuzenean seinalearen abiadura zehazten duelako. Abiadura handiko kanal labur eta ondo bideratu batek FR-4 sistema on batean funtziona dezake; kanal luzeago batek dielektriko eta eroaleen galera txikiagoa behar izan dezake. Erabakia galeraren analisi eta fidagarritasun beharretatik etorri beharko litzateke, protokolo-materialaren lelo batetik baino.

Galera txikiko laminatu digitalak

Panasonic MEGTRON, Isola I-Tera eta antzeko abiadura handiko sistemek galera dielektrikoa murrizten dute eta normalean kobrezko aukera leunagoak eskaintzen dira. Ez dira automatikoki trukagarriak. Familia bakoitzak hainbat kalifikazio ditu, eta Dk/Df balio zehatzak produktuaren aldaeraren, proba-metodoaren, erretxina-edukiaren eta beiraren eraikuntzaren araberakoak dira. Adibidez, egungo I-Tera MT40 literaturak Dk 3.45 eta Df 0.0031 inguruko balio nagusiak aurkezten ditu, eraikuntza-taulek nukleo eta aurrepreg-ak aldatu egiten direla erakusten duten bitartean. Eraikuntza-mailako aldakuntza hori da, hain zuzen ere, onartutako pilaketa batek familia-izena baino gehiago identifikatu behar duen arrazoia.

MEGTRON 6, MEGTRON 7 eta MEGTRON 8 produktu-familia eta errendimendu-maila desberdinak ordezkatzen dituzte. Diseinatzaileak beharrezko ezaugarri elektrikoak eta prozesu-ezaugarriak edo maila zehatz bat zehaztu beharko lituzke; ez "M6 edo baliokidea" idatzi eta ordezkapen kontrolatu gabea baimendu. Datu-abiadurarik altuenetan, kobrezko aukerak eta bide-arkitekturak nabarmendu dezakete galera txikiko bi dielektriko nominalen arteko aldea.

Ultra-galera baxuko eta abiadura handiko sistemak

Isola Tachyon 100G galera ultra-baxuko sistema baten adibidea da. Bere egungo produktu-orriak Dk 3.02 eta Df 0.0021 inguruko balio nagusiak zerrendatzen ditu, baina bere eraikuntza-taula zehatzek berriro ere beira eta erretxina edukiaren araberako aldakuntzak erakusten dituzte. Material hauek kanalaren analisiak justifikatzen dituenean aukeratzen dira; ez dira derrigorrezko lehenetsi gisa deskribatu behar 112G edo PCIe diseinu guztietarako.

Hidrokarburo/zeramikazko eta PTFE oinarritutako RF laminatuak

Galera txikiko laminatu espezializatua eta galera txikiko laminatu espezializatua beira ehunduz indartutako hidrokarburo/zeramikazko termoegonkor laminatuak dira, ez PTFE laminatuak. Galera txikiko laminatu espezializatu bat Dk 3.38 eta Df 0.0027 inguruan argitaratu da 10 GHz-tan; galera txikiko laminatu espezializatu batek prozesuarekin bateragarria den aukera eskaintzen du ezaugarri elektriko eta sukoitasun desberdinekin. Galera txikiko laminatu espezializatuak PTFE oinarritutako benetako familiak ere eskaintzen ditu, hala nola PTFE oinarritutako galera txikiko laminatu espezializatu bat eta galera txikiko laminatu espezializatu produktuak. Familia zuzena maiztasunaren, galeraren, Dk tolerantziaren, hedapen termikoaren, zuloen eskakizunen, sukoitasunaren eta fabrikazio prozesuaren araberakoa da.

RF nukleo bat FR-4 geruza anitzeko batean nahastea eraginkorra izan daiteke, baina lotura-materiala, kobrezko tratamendua, zulaketa eta gainazaleko akabera aukeratu behar dira eraikuntza osoa lortzeko. Marka-izen batek bakarrik ez du fabrikatu daitekeen hibrido bat definitzen.

Poliimida sistemak malgutasunerako eta zurruntasun-malgutasunerako

Zirkuitu malguek poliimidazko filmak, itsasgarri sistemak edo itsasgarririk gabeko kobrezko estaldurako laminatuak, estaldura eta hautatutako kobrezko xaflak erabiltzen dituzte. DuPont Pyralux AP itsasgarririk gabeko laminatu malguen familia bat da; Pyralux TK galera txikiko aplikazio malguetarako pentsatuta dago. Aukera egokia tolestura-indarraren, geruza kopuruaren, inpedantziaren, tenperaturaren eta laminazio zurrun-malguaren prozesuaren araberakoa da. Instalazio estatikoko tolesturak eta etengabeko tolestura dinamikoa diseinu-arazo desberdinak dira eta ez lukete tolestura-erradio generiko baten baieztapena partekatu behar.

Kobrezko papera, beirazko ehundura eta erretxinazko edukia

Kobrezko zimurtasuna galera-ereduan sartzen da

Maiztasun altuan, korrontea eroalearen gainazalera hurbiltzen da. Lotura-gainazal zakar batek korronte-bide eraginkorra luzatzen du eta eroale-galera handitzen du. Beraz, elektrodeposizio bidezko xafla estandarrak, alderantzizko tratamenduko xaflak, profil oso baxuko eta hiper-profil oso baxuko produktuek txertatze-galera desberdinak sor ditzakete dielektriko berean. Ordezkoa ez da soilik "leunagoa, hobe": itsaspena, oxidoaren tratamendua, erretxina-kimika, manipulazioa eta kostua fabrikazio-prozesuarekin bateragarriak izan behar dira.

Fabrikazio-marrazkiak onartutako xafla-klasea edo simulazioan erabilitako zimurtasun maximoaren eredua identifikatu beharko luke. VLP eta HVLP bezalako marketin-etiketak ez daude guztiz estandarizatuta hornitzaileen artean, beraz, proiektu batek hornitzaile espezifikoentzako xafla-izendapen bat edo zimurtasun-eskakizun neurgarri bat behar izan dezake.

Beira-ehunduraren aldaketak tokiko Dk eta okerdura

Ehundutako beirak eta erretxinak propietate dielektriko desberdinak dituzte. Traza estu bat edo bikote diferentzial bateko kide bat beira-sorta baten gainetik joan daiteke batez ere, ondoko traza erretxina ugari duten eskualdeen gainetik doalarik, atzerapen lokalaren desadostasuna sortuz. Beira zabalduaren eraikuntzak, ehundurarekiko bideratze diagonala, traza zabalagoak, bikoteen arteko tarte handiagoa, egokia denean, eta artelanaren orientazio ausazkoa dira arintze-aukerak. Aukera egokia benetako beiraren estiloaren eta asimetriaren aurrekontuaren araberakoa da.

Erretxinaren edukiak prentsatutako lodiera eta Dk eraginkorra ere eragiten ditu. Prepreg-a ez da lodiera finkoko plastikozko xafla bat: bere azken lodiera beiraren estiloaren, erretxinaren edukiaren, kobrezko dentsitatearen, prentsa-zikloaren eta tokiko erretxin-fluxuaren araberakoa da. Beraz, pilaketa-kalkuluek fabrikatzailearen prentsatze-eredua erabili beharko lukete, katalogoko lodiera nominala bakarrik erabili beharrean.

Material hibridoen pilaketak eta ordezkapenaren kontrola

Metatze hibrido batek galera txikiko edo RF materiala balio neurgarria sortzen duen lekuetan bakarrik jartzen du, hala nola, hautatutako banda-lineako kanalen edo RF gainazaleko geruza baten inguruan. Horrek materialaren kontsumoa murriztu dezake, baina ingeniaritza-lana gehitzen du. Fabrikatzaileak lotura-geruza edo aurrepregnazioa, sendatze-zikloa, erretxina-fluxua, barne-geruzaren tratamendua, dimentsio-konpentsazioa, zulaketa, desmear eta zulo-plakatuen fidagarritasuna kalifikatu behar ditu sistema konbinatuarentzat.

Materialen ordezkapena hiru modu hauetako batean kudeatu behar da: idatzizko baimenik gabe ordezkapenik ez egitea; onartutako zerrenda izendatu batetik soilik ordezkatzea; edo hornitzaileak berrikusitako pilaketa, inpedantzia kalkulua eta beharrezko kualifikazio frogak eman ondoren ordezkapen kontrolatua egitea. "Errendimendu klase baliokidea" ez da baimen nahikoa.

Fidagarritasun Termikoa, HDI eta Muntaketa Esposizioa

Hamar geruzen fidagarritasuna historia termiko osoaren araberakoa da. Ohiko geruza anitzeko batek laminazio ziklo nagusi bat izan dezake, HDI eraikuntza batek, berriz, sekuentziako metatze zikloak gehitzen ditu eta kobrezko betegarria, planarizazioa eta sendatze eragiketa gehigarriak barne har ditzake. Gainazalaren akaberak, osagaien muntaketak eta berregite lanak esposizio handiagoa gehitzen dute. Material sistemak ibilbide osoa jasan behar du, ez birfluxu gailur bat bakarrik.

Froga garrantzitsuen artean daude T260/T288 portaera, Z ardatzeko CTE, hezetasun-egokitzapena, birfluxuaren simulazioa, tentsio termikoaren mikrosekzioak eta interkonexio-probak. Aplikagarri diren probak eta lagin-maiztasuna produktuaren zehaztapenaren eta arriskuaren arabera definitu beharko lirateke. Ez da zehatza esatea Td balio jakin batek automatikoki material bat "beharrezkoa" bihurtzen duela eraikuntza-geruza kopuru jakin baterako. Geometriaren, erretxina-sistemaren, kobrezko estalduraren, hezetasunaren, prentsa-zikloaren eta kupoi-diseinuaren bidez, guztiek eragiten dute.

HDIrako, mikrovia baten azpiko dielektrikoaren lodiera laser diametroarekin eta harrapaketa-lurraldearekin batera hautatzen da. Errepikatutako pilatutako mikroviek betetze eta gainazaleko fidagarritasun frogatua duen prozesu bat behar dute. Materialaren orrialdeak erabaki hori babestu beharko luke, eta benetako eraikuntza eta onarpen plana 10 geruzako HDI ingeniaritza-zehaztapenaren barruan dago.

Zer jarri behar da fabrikazio-marrazkian eta erosketa-eskaeran

"Tg handiko FR-4" edo "MEGTRON baliokidea" bakarrik dioen erosketa-eskaerak gauza gehiegi uzten ditu zabalik. Ekoizpenerako prest dagoen materialen ohar batek onartutako maila edo errendimendu-zehaztapena, ordezkapen-araua, kobrezko xaflaren eskakizunak, sukoitasunaren edo arauzko beharrak, materialaren trazabilitate-maila eta diseinuak erabilitako eraikuntza-datu elektriko espezifikoak identifikatu beharko lituzke.

Bidali ohar hauek inpedantzia taularekin eta pilaketarekin batera. Inpedantzia kontrolatuaren gidak azaltzen du fabrikatzaileak zer behar duen azken geometria kalkulatu eta egiaztatzeko.

Materialen kostua ehuneko gehigarri engainagarririk gabe

Materialaren kostua xaflaren prezioak, erosketa-kantitate minimoak, panelaren tamaina erabilgarriak, iraupena, beharrezko kobrezko aukerak, aurrepregnatuaren erabilgarritasunak eta pilaketa osoaren errendimenduak eragiten dute. Eraikuntza hibrido batek dielektriko-azalera garestia murriztu dezake, baina erosketa, laminazioa eta kalifikazio-konplexutasuna areagotu ditzake. Alderantziz, galera gutxiko eraikuntza oso batek batzuetan erosketa eta laminazioa sinplifikatu ditzake, lehengaia garestiagoa izan arren.

Aurrekontua egiteko, eskatu hornitzaileari material-sistemaren eragina HDI zikloetatik, akaberatik, probak eta dokumentaziotik bereizteko. Ez hartu web orri batean aurkitutako ehuneko finko bat aurrekontu gisa. 10 geruzako PCB kostuen gidak kostu-eragile eredu bat eskaintzen du, alternatibak alderatzeko erabil daitekeena, prezio biderkatzaile unibertsalak asmatu gabe.

Eskatu Material eta Pilaketaren Berrikuspena

Eskuragarritasuna, arauzko egoera eta epe luzerako hornidura

Materialen eskuragarritasuna diseinu-muga bat da taula bat urteetan zehar ekoizten jarraituko duenean. Kalifikazio bat teknikoki egokia izan daiteke, baina lodiera, kobrezko xafla edo panel-tamaina jakin batzuetan bakarrik eskuragarri. Erosketa-kantitate minimoak, iraupen-kontrolak eta eskualdeko stockak prototipoen entrega-denbora baldintzatu dezakete. Nitxo-eraikuntza bat izoztu aurretik, baieztatu beharrezko nukleo eta prepreg konbinazioak fabrikatzailearen uneko eskaintzaren parte direla eta fabrikatzaileak prozesu onartu bat duela horietarako.

Sukoitasuna, halogenorik gabeko adierazpenak, RoHS/REACH adierazpenak eta UL aitorpena beste galdera batzuk dira. Laminatu bat RoHSrekin bateragarria izan daiteke, baina azken produktuak eskatzen duen sugarraren aurkako balorazioa ez bete dezake; eraikuntza jakin bat aitorpen baten lodiera-tartetik kanpo egon daiteke. Erosketa-espezifikazioak beharrezko arauzko frogak eta aplikatzen zaion fabrikazio-gunea identifikatu beharko lituzke. Ez ondorioztatu ziurtagiria abizen batetik edo beste fabrika baten kalifikaziotik.

Iraupen luzeko programetarako, eduki kontrolatutako onartutako materialen zerrenda bat, gutxienez alternatiba teknikoki berrikusi batekin, praktikoa den lekuetan. Alternatiba hornidura eten baten aurretik ebaluatu behar da, ez da eskasia batean sartu inpedantzia, laminazioa eta fidagarritasuna berrikusi gabe. Azken erosketaren, aldaketaren jakinarazpenaren eta birkalifikazioaren erantzukizunak hornitzaile-kontratuan sartu behar dira.

Materialen hautaketa-onarpena

Materialaren erabakia prest dago erosten denean, hizkuntza, pilaketaren eraikuntza eta modelo elektrikoak kalitate eta eraikuntza berdinari erreferentzia egiten diotenean. "Tg altua", "galera txikia" edo "baliokidea" bezalako deskribapen generikoak ez dira nahikoak inpedantziak, txertatze-galerak edo errepikatutako esposizio termikoak garrantzia dutenean.

• Adierazi onartutako kalifikazioa edo onartutako materialen zerrenda eta idatzizko ordezkapen prozesua.
• Identifikatu modeloek erabilitako nukleoaren eta prepreg-aren eraikuntzak, erretxina edukia, beira estiloa eta kobrezko profila.
• Erregistratu Dk/Df proba-metodoa, maiztasuna eta balioa laminatuzko datu-orri bateko balioa edo diseinu-eredua den.
• Egiaztatu sekuentziako laminazio-historia termikoa, betetzea, akabera, muntaketa-berregituraketa eta aurreikusitako berregituraketa bidez.
• Berretsi erabilgarritasuna, gutxieneko erosketa kantitatea, epearen arriskua, arauzko egoera eta epe luzeko hornidura beharrak.
• Eskatu berrikusitako pilaketa eta inpedantzia kalkulua ordezkatuz onartutako ordezkapen batek eraikuntza aldatzen duen bakoitzean.

Materialik onena sistema kualifikatu merkeena da, eskakizun elektriko, mekaniko, termiko eta hornidura osoa betetzen duena. Erretxina-sistema premium batek ezin du konpentsatu itzulera-bide eskasa, mozketa bidezko erresonantzia edo ordezkapen kontrolatu gabea.

Errepikatutako Ekoizpenerako Materialen Kalifikazio Dosierra

Galera elektrikoen, esposizio termiko errepikatuaren edo zerbitzu-bizitza luzearen mende dauden programek materialen dosierra gorde beharko lukete, hornitzailearen izen komertziala soilik gorde beharrean. Dosierrei esker, errepikatutako eskaerak, iturri alternatiboen berrikuspenak eta hutsegiteen analisiak fidagarriagoak dira.

• fabrikatzailea, kalifikazio zehatza, berrikuspena eta araudi-egoera;
• onartutako nukleo/aurrepreg eraikuntzak eta eskuragarri dauden beira estiloak;
• kobrezko xafla mota eta seinale kontrolatuaren geruza bakoitzean erabilitako tratamendua;
• Dk/Df datu-iturria, proba-metodoa, maiztasuna eta diseinu-ereduaren hipotesiak;
• benetako prozesu-sekuentziari dagozkion datu termikoak, laminazioa eta muntaketa-esposizioa barne;
• zulo estalien, mikrobien eta lotura hibridoen prozesuaren kalifikazioa edo lehen artikuluaren froga;
• biltegiratze, iraupen-iraupena, labekatzea eta hezetasunari buruzko manipulazio-argibideak, hala badagokio;
• onartutako ordezkoak eta birkalifikazio elektrikoa edo fidagarritasuna eragiten duten baldintzak.

Materialaren zahartzeak eta eskuragarritasunak ere garrantzia dute. Laminatu bat teknikoki egokia izaten jarrai dezake, baina komertzialki praktikoa ez den bitartean, nukleoaren lodiera, beira estiloa edo kobrezko aukera eteten delako. Beraz, bizi-zikloaren aldizkako berrikuspena egin beharko litzateke onartutako azken eraikuntza erabilgarri ez egon aurretik. Material-familia baten berrikuspen berri bat sartzen denean, alderatu prozesatze- eta eraikuntza-datuak, merkataritza-izenak trukagarritasuna bermatzen duela pentsatu beharrean.

Eraikuntza hibridoetarako, mantendu lotura-geruza, oxido edo tratamendu alternatibo eta laminazio hipotesiak seinale-geruzako materialarekin batera. Seinalea eramaten duen dielektrikoari arreta gehien eman dakioke, baina material-sistemen arteko interfazeak askotan kontrolatzen ditu dimentsio-portaera eta epe luzeko fidagarritasuna.