Nagy teljesítményű anyagok ATE és raktérlemez-kialakításhoz

Bevezetés az ATE NYÁK-anyagokba

Az anyagok teljesítménye közvetlenül befolyásolja a tesztek pontosságát és megbízhatóságát az automatikus tesztberendezések alkalmazásaiban. A szabványos áramköri lapokkal ellentétben az ATE NYÁK-anyagoknak több tesztcikluson keresztül is meg kell őrizniük a jel integritását, miközben ellenállnak az ismételt szondaérintkezésből eredő mechanikai igénybevételnek. Ezen anyagok elektromos jellemzői határozzák meg, hogy a nagysebességű jelek torzítás nélkül érik-e el a tesztpontokat, így az anyagválasztás kritikus tényező a tesztrendszer teljesítményében.

Az általános félvezető NYÁK-ok a költséghatékonyságot és a szabványos megbízhatóságot helyezik előtérbe, de a tesztkártyák alapvetően eltérő körülmények között működnek. Az ATE-alkalmazások olyan anyagokat igényelnek, amelyek megőrzik a jelminőséget 10 GHz-nél nagyobb frekvenciákon, miközben támogatják a modern eszközteszteléshez szükséges sűrű útvonaltervezési mintákat.

Az ATE NYÁK-anyagokra vonatkozó főbb követelmények tesztkörnyezetben

Nagy sebességű jelátvitel

A jel integritása kritikussá válik, amikor az ATE NYÁK-anyagok több gigahertzes frekvenciájú tesztjeleket továbbítanak. Az alacsony dielektromos állandó (Dk) és a minimális disszipációs tényező (Df) megakadályozza a jel romlását az átviteli vezetékeken, biztosítva, hogy a pontos mérések elérjék a vizsgált eszközt. Az anyagválasztás közvetlenül befolyásolja, hogy az impedanciaszabályozás stabil marad-e a jelútvonalon keresztül, különösen a teszter elektronikáját a mérőfej interfészeihez csatlakoztató terheléskártyáknál.

Hőmérséklet-tűrés beégetett táblák esetén

A beégetési tesztelés során a félvezető eszközöket hosszabb ideig magas hőmérsékletnek teszik ki, ami kivételes hőstabilitású ATE NYÁK-anyagokat igényel. Az anyagoknak 125°C és 150°C közötti hőmérsékleten is meg kell őrizniük a méretpontosságot és az elektromos tulajdonságokat delamináció vagy vetemedés nélkül.

A 170°C feletti üvegesedési hőmérséklet (Tg) biztosítja, hogy a beégetett lapok több száz hőciklust is kibírjanak, miközben megőrzik a lapok rétegei közötti illeszkedést. Ez a hőállóság különbözteti meg a tesztminőségű anyagokat a standard NYÁK-laminátumoktól.

Nagyméretű táblák mechanikai stabilitása

A betöltőkártyák és a mérőfejkártyák gyakran meghaladják a szabványos NYÁK-méreteket, egyes konfigurációk 500 mm-től 700 mm-ig terjednek. Az ATE NYÁK-anyagoknak ellenállniuk kell a vetemedésnek ezeken a nagy formátumokon keresztül, hogy a mérőfej és a pad közötti pontos illeszkedést a vizsgálat során fenntartsák. Az anyagok és az erősítő szerkezetek közötti hőtágulási együttható (CTE) egyeztetése megakadályozza a méretbeli eltolódást, amely veszélyeztetné a tesztérintkezés megbízhatóságát.

Általános nagy teljesítményű ATE NYÁK-anyagok

Megtron 6 és Megtron 7 nagyfrekvenciás alkalmazásokhoz

A Megtron 6 ipari szabványként szolgál a minimális jelveszteséget igénylő nagyfrekvenciás ATE alkalmazásokhoz. Ez az alacsony veszteségű laminált anyag 10 GHz-en 0.005 alatti disszipációs tényezővel rendelkezik, így ideális a fejlett eszköztesztelést végző terhelőkártyákhoz.

A Megtron 7 ezeket a képességeket még alacsonyabb dielektromos állandó értékekkel (Dk körülbelül 3.3 10 GHz-en) bővíti, támogatva a jelátvitelt a 20 GHz-es frekvenciatartományon túli, következő generációs tesztplatformokon. Mindkét anyag stabil elektromos tulajdonságokat tart fenn a gyártási tesztek során előforduló hőmérséklet-ingadozások ellenére.

speciális, alacsony veszteségű laminátum speciális, alacsony veszteségű laminátum és 3003

A speciális, alacsony veszteségű, nagyfrekvenciás laminátumok az ATE NYÁK-anyag speciális követelményeit elégítik ki, ahol az állandó dielektromos tulajdonságok elengedhetetlenek. A speciális, alacsony veszteségű laminátum változat a standard FR-4-hez hasonló feldolgozhatóságot kínál, miközben szűk dielektromos állandó tűréshatárokat tart fenn a frekvencia- és hőmérsékleti tartományokban.

Egy speciális, alacsony veszteségű laminátum kerámiatöltésű konstrukciót biztosít a mikrohullámú tesztberendezésekben és az RF mérőkártyákban kiváló méretstabilitást igénylő alkalmazásokhoz. A speciális, alacsony veszteségű laminátumcsaládok hőtágulási együtthatója (CTE) szorosan megegyezik a rézével, csökkentve a hőfeszültséget a bevonatolt átmenő furatokban.

Poliimid és FR-408HR magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz

A magas hőmérsékletű beégetési alkalmazások olyan poliimid alapú ATE NYÁK-anyagokra támaszkodnak, amelyek képesek ellenállni a szélsőséges hőmérsékleti környezetnek. Ezek az anyagok 150°C és 200°C közötti folyamatos üzemi hőmérsékleten megőrzik szerkezeti integritásukat, az üvegesedési hőmérsékletük meghaladja a 250°C-ot.

Az FR-408HR egy köztes megoldást kínál, amely a standard FR-4 képességeit meghaladó fokozott hőteljesítményt (Tg 180°C) biztosít, miközben kompatibilis a hagyományos NYÁK-gyártási eljárásokkal. Ez az anyag alkalmas a 125°C és 150°C közötti mérsékelt hőmérsékleti tartományban működő beégethető áramköri lapokhoz.

Panasonic R-5775(N) többrétegű terheléskártyákhoz

Az összetett, többrétegű terhelőlap-konstrukció magas üvegesedési hőmérsékletű és alacsony Z-tengely irányú tágulási jellemzőkkel rendelkező anyagokat igényel. A Panasonic R-5775(N) 180°C-os Tg-értékekkel és szabályozott tágulási tulajdonságokkal felel meg ezeknek a követelményeknek, amelyek megakadályozzák a hordón keresztüli repedést a hőciklusok során.

Ez az anyagrendszer 30-nál több réteget is támogat, miközben megőrzi a sűrű tesztpad-tömbökhöz elengedhetetlen regisztrációs pontosságot. Az alacsony hőtágulási együttható (CTE) biztosítja a méretstabilitást a nagyméretű mérőlap-kialakítások esetében.

Anyagválasztás paneltípus szerint ATE alkalmazásokhoz

A megfelelő ATE NYÁK-anyagok kiválasztása a tesztrendszeren belüli specifikus kártyafunkcióktól függ. Minden kártyatípus eltérő elektromos, termikus és mechanikai feltételeknek van kitéve, amelyek meghatározzák az optimális anyagjellemzőket.

A mérőkártyák a Megtron 6 jellemzőiből a legnagyobb hasznot húzzák, mivel gigahertzes jeleket továbbítanak a tesztcsatornák és az eszközinterfészek között. A mérőfejkártyákhoz olyan anyagokra van szükség, amelyek támogatják a finomvonalas maratás képességét (50 μm-ig terjedő nyomvonalak) és a nagy sűrűségű érintkezőtömbökhöz szükséges átvezető furatokat.

A beégethető panelek folyamatosan magas hőmérsékleten működnek, ami poliimid konstrukciót tesz szükségessé a megbízhatóság fenntartása érdekében a 48-168 órás hosszabb hőterhelési ciklusok során.

Az ATE NYÁK-anyagok gyártási és költségszempontjai

Laminálásvezérlés alacsony veszteségű magokhoz

Az alacsony veszteségű ATE NYÁK-anyagok feldolgozása precíz laminálási paramétereket igényel elektromos tulajdonságaik megőrzése érdekében. A préselési ciklusoknak teljes gyantafolyást kell elérniük az anyag túlzott lebomlása nélkül, különösen a fejlett laminátumok, például a Megtron 7 esetében, ahol a hőtörténet befolyásolja a dielektromos teljesítményt.

A laminálás főbb paraméterei a következők:

• Szabályozott fűtési sebesség – A fokozatos hőmérséklet-emelkedés megakadályozza a gyanta lebomlását és alacsony Df-karakterisztikát biztosít.
• Optimalizált nyomásprofilok – A kiegyensúlyozott nyomáseloszlás biztosítja az egyenletes gyantaáramlást a szálak szabaddá válása nélkül.
• Légkör szabályozás – A nitrogénes környezetben történő laminálás csökkenti az oxidációs hatásokat a jelátvitelre.

Felületkezelési kompatibilitás

A nagyfrekvenciás ATE alkalmazások olyan felületkezelést igényelnek, amely minimalizálja a bőrhatás okozta veszteségeket, miközben megbízható szondaérintkezést biztosít. A mérőkártyákhoz továbbra is a standard választás az elektrolitikus nikkel immerziós arany (ENIG), amely kiváló síkfelületet és 5 milliohm alatti érintkezési ellenállást biztosít.

Az immerziós ezüst jobb elektromos teljesítményt nyújt extrém frekvenciákon, de gondos tárolási protokollokat igényel az elszíneződés elkerülése érdekében. Egyes alkalmazásokban kemény aranyozást alkalmaznak az érintkezőfelületeken, hogy ellenálljanak a szonda ismételt megérintéséből adódó mechanikai kopásnak.

Költség-teljesítmény optimalizálás

Az ATE NYÁK-alkalmazások anyagköltségei háromszor-ötszörösen meghaladhatják a szabványos NYÁK-anyagok költségeit. A mérnököknek egyensúlyt kell teremteniük a teljesítménykövetelmények és a költségvetési korlátok között azáltal, hogy prémium anyagokat tartanak fenn a kritikus jelrétegekhez, miközben szabványos FR-4 magokat használnak a nem kritikus rétegpozíciókban.

A nagyfrekvenciás felületi rétegeket a hagyományos belső rétegekkel kombináló hibrid konstrukciók 30-40 százalékkal csökkenthetik a teljes anyagköltségeket a tesztteljesítmény feláldozása nélkül. Ez a megközelítés megőrzi a jel integritását a külső útválasztó rétegeken, miközben költséghatékony anyagokat használ a táp- és földelő síkokhoz.

Összegzés

Az ATE NYÁK-anyagok megfelelő kiválasztása képezi a megbízható tesztrendszer teljesítményének alapját a félvezetőgyártási műveletek során. A nagyfrekvenciás terhelőkártyák alacsony veszteségű dielektrikumokat igényelnek a jelminőség megőrzése érdekében, míg a beégető kártyák hőállósága magas hőmérsékletű anyagoktól függ. Az anyagtulajdonságok és a kártya funkciója közötti kapcsolat megértése lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy olyan konstrukciókat határozzanak meg, amelyek megfelelnek a teljesítménykövetelményeknek.

A Highleap Electronics átfogó ATE NYÁK-megoldásokat kínál :

• Speciális anyagszakértelem – Mérnöki támogatás a Megtron, a speciális, alacsony veszteségű laminátumok és a poliimid szubsztrátok kiválasztásához az Ön vizsgálati követelményei alapján.

• Precíziós gyártás – Szabályozott laminálási folyamatok és impedanciakezelés nagyfrekvenciás terhelőkártyákhoz akár 40 GHz-ig.

• Minőségbiztosítás – Méretellenőrzés és elektromos tesztelés a mérőfejek beállítási pontosságának biztosítására nagyméretű nyomtatott áramköri lapokon.

Lépjen kapcsolatba mérnöki csapatunkkal , hogy megbeszéljük az ATE NYÁK anyagigényét, és részletes ajánlásokat kapjon tesztplatformjához.