Shengyi S1000-2M printplaat voor betrouwbare dikke meerlaagse printplaten

Shengyi S1000-2M is een FR-4.0 laminaat met een hoge Tg en lage CTE voor printplaten met een hoog aantal lagen die loodvrije verwerking moeten doorstaan ​​en de betrouwbaarheid van doorgeplateerde gaten en isolatie moeten behouden. Shengyi benadrukt een Tg van 180 °C (DSC), 185 °C (DMA), een Td van 355 °C, een CTE van 41 ppm/°C in de z-as onder de Tg, 208 ppm/°C boven de Tg, een totale uitzetting in de z-as van 2.4% tussen 50 en 260 °C, een T260 van meer dan 60 minuten, een T288 van 30 minuten, anti-CAF-prestaties, een lage waterabsorptie en geschiktheid voor computer-, communicatie-, automobiel- en meerlaagse producten.

Het materiaal mag niet worden gepositioneerd als een ultra-laagverlieslaminaat. De openbare gegevens van Shengyi vermelden een typische Dk-waarde van 4.6 en een verliesfactor van 0.018 bij 1 GHz voor het genoemde referentiemonster. De belangrijkste waarde is de thermomechanische betrouwbaarheid in dikke meerlaagse structuren. Een betrouwbare S1000-2M printplaat vereist nog steeds een conservatieve gatgeometrie, gecontroleerd boren en ontvetten, uniforme beplating, koperbalans, registratie, vochtbeheer en een gedefinieerde assemblagegeschiedenis.

Waarom een ​​hoog aantal lagen elk thermomechanisch risico vergroot

Elke extra laag voegt interfaces, koperdistributie, registratiemogelijkheden, toleranties voor de diëlektrische dikte en lamineergeschiedenis toe. Printplaten met meerdere lagen zijn vaak ook fysiek groter en dikker, met meer connectoren en doorvoeropeningen. Dat betekent dat dezelfde variatie in materiaaleigenschappen een groter absoluut effect heeft.

S1000-2M vermindert diverse materiaalgerelateerde risico's, met name uitzetting en thermische bestendigheid. Het vereenvoudigt de geometrie echter niet. Een high-layer release moet beginnen met de meest problematische structuren van de printplaat: het kleinste afgewerkte gat, het dikste lokale koper, de diepste backdrill, het dichtste via-veld, de grootste overgang in koperdichtheid en de meest extreme blootstelling tijdens de assemblage.

Waarom de betrouwbaarheid van gaten belangrijker kan zijn dan elektrisch verlies

In veel printplaten voor telecommunicatie, industriële toepassingen, autobesturing en computers zijn de signaalpaden zo gematigd dat Df niet de beperkende factor is. Het risico in de praktijk bestaat uit een open geplateerd gat , een intermitterende connector, CAF-lekkage of delaminatie na thermische cycli. Het kiezen van een hars met lagere verliezen, terwijl het agressieve gatenpatroon ongewijzigd blijft, kan geld kosten zonder de belangrijkste faalkans te verlagen.

Betrouwbaarheidsmetrieken vereisen printplaatgeometrie.

Een T288-waarde op een referentielaminaatmonster geeft niet aan hoe een 4 mm dikke printplaat met een afgewerkt gat van 0.25 mm zich gedraagt ​​na drie reflow-processen en nabewerking. Het is een referentie voor materiaalscreening. De uiteindelijke beslissing moet rekening houden met de totale uitzetting in de z-richting, de spanning in het gat, de beplating, de toestand van de hars, het vochtgehalte en het werkelijke thermische profiel.

Dikke printplaat, klein gat en meerdere reflow-cycli: het gecombineerde risico

De combinatie van dikte, kleine gaten en herhaaldelijk verhitten is belangrijker dan elke afzonderlijke factor. Tijdens het reflowproces zet de hars uit in de z-as, terwijl de koperen cilinder minder uitzet. De cilinder ondergaat cyclische spanning, die vaak geconcentreerd is nabij de overgang tussen de binnenste lagen of de knik. Kleinere diameters en dunnere beplating verminderen de beschikbare vermoeiingsdoorsnede.

De technische tekening moet de uiteindelijke diameter van het gat vermelden, niet alleen de boordiameter. Ook de toleranties voor de galvanisatie en afwerking moeten worden gespecificeerd, omdat de compatibiliteit van perspassing- of soldeerverbindingen afhangt van de uiteindelijke diameter, terwijl de betrouwbaarheid van de galvanisatie afhangt van het gebruikte proces.

Stackup-balans, registratie en planning van harsvulling

Een S1000-2M-laagopbouw met meerdere lagen moet ontworpen zijn voor een evenwichtige constructie. Symmetrie in de diëlektrische constructie en koperverdeling vermindert kromtrekking en zorgt voor een gelijkmatigere lamineringsdruk/warmteverdeling. Elektrische eisen kunnen perfecte symmetrie in de weg staan, maar afwijkingen moeten opzettelijk zijn en worden gecontroleerd.

• Plaats waar mogelijk koperen gewichten rond het midden van het bord, bijvoorbeeld in een spiegel of in balans.
• Gebruik koperonttrekking in dunbevolkte gebieden om grote lokale veranderingen in koperdichtheid te verminderen.
• Stem het volume van de prepreg-hars af op de werkelijke topografie van het koperen oppervlak en de spelingen tussen de vlakken.
• Bekijk velden met dichte connectoren en via's afzonderlijk van open routeringsgebieden.
• Gebruik paneelgereedschap en artworkcompensatie op basis van de door de fabrikant gemeten dimensionale beweging.
• Plaats registratie- en diktecoupons op paneellocaties waar variaties van midden tot rand zichtbaar zijn.
• Beheers de warmteontwikkeling en cumulatieve beweging bij opeenvolgende laminering wanneer er gebruik wordt gemaakt van verborgen of blinde via's.

Harstekort en dikteafwijking

Te weinig hars kan leiden tot holtes, slechte hechting of glasrijke grensvlakken. Te veel hars kan de diktevariatie en -beweging vergroten. De fabrikant moet de harsbehoefte inschatten op basis van het koperpercentage, de koperdikte, het type glas en het gewenste diëlektrische constante. Dwarsdoorsneden van het eerste prototype moeten dichte en dunne kopergebieden vergelijken in plaats van slechts een willekeurig proefstukje.

Registratie is gekoppeld aan de betrouwbaarheid van de hole.

Slechte registratie kan de ringvorming verminderen en de koperopname in een binnenste laag veranderen. Dit brengt zowel elektrische als mechanische risico's met zich mee. De registratiecapaciteit moet worden beoordeeld op basis van de werkelijke paneelgrootte en het aantal lagen; een klein testpaneel is mogelijk niet representatief voor de rek en krimp die tijdens de productie optreden.

Controle van boren, ontvetten en galvaniseren

Bij het boren en galvaniseren van printplaten wordt de materiaaleigenschap omgezet in een betrouwbare interconnectie. Een hoge hittebestendigheid kan een beschadigde of aangetaste gatwand niet repareren. Het proces moet een schone, goed geactiveerde interface en een uniforme koperen huls creëren.

Minimale koperbehoefte is een vereiste voor afgewerkte printplaten.

Specificeer de van toepassing zijnde IPC/klantminimumeisen en eventuele productspecifieke hogere eisen. Het eerste artikel moet metingen op meerdere locaties en met meerdere gatgroottes uitvoeren, omdat de verdeling van de beplating afhankelijk is van de positie en geometrie van het paneel. Een enkele gemiddelde waarde kan een dunne laag maskeren die de vermoeiingslevensduur bepaalt.

Anti-CAF-ontwerp voor compacte telecom- en industriële printplaten

S1000-2M wordt op de markt gebracht met uitstekende anti-CAF-prestaties , wat belangrijk is voor compacte printplaten voor telecommunicatie en industriële toepassingen. Het materiaal vermindert de gevoeligheid voor CAF, maar kan problemen zoals slechte spatiëring, beschadigde glas/hars-interfaces, vervuiling of condensatie niet volledig verhelpen.

Wanneer meerdere spanningsdomeinen een dicht connectorveld delen, is het raadzaam een ​​spanningskaart te maken in plaats van één universele afstand te hanteren. Knooppunten met hoge spanning en hoge impedantie vereisen mogelijk een grotere afstand of betere bescherming tegen omgevingsinvloeden, zelfs als de rest van de printplaat laagspanning heeft.

De procescontrolepunten die het meest waarschijnlijk zullen falen

De meest voorkomende productiefouten doen zich voor bij overgangen: van dicht naar dun koper, van het midden naar de rand van het paneel, van een klein naar een groot gat, van een doorlopend gat naar een achterwaarts geboord gat, van de eerste naar de latere lamineercyclus en van een kale printplaat naar de assemblage. Controlepunten moeten op deze overgangen worden ingebouwd.

Een controleplan moet aangeven wie elk controlepunt beoordeelt en wat er gebeurt als een limiet wordt overschreden. De waarde van gegevens van het eerste product gaat verloren als de productie de glassoort, het koper, de boorstapelhoogte, de galvaniseerbelasting of het persrecept mag wijzigen zonder dat dit een beoordeling activeert.

Kwalificatieplan voor dikke meerlaagse structuren

Stresstesten van interconnecties moeten gebruikmaken van de daadwerkelijke worst-case geometrie. Een standaard coupon van 1.6 mm is geen representatie van een dikke printplaat met meerdere lagen. Het testmonster moet de kleinste opening, de langste barrel, het hoogste kopergewicht, de diepste back-boor, het dichtste biased via-veld en de geplande blootstelling tijdens de assemblage omvatten.

1. Validatie van materiaal en constructie. Bevestig de exacte samenstelling van het S1000-2M laminaat/prepreg, lotnummer, glas, harsgehalte, kopergehalte en gecontroleerde TDS-waarden.
2. De daadwerkelijke opbouw van de stack. Meet de dikte van het diëlektricum/koper, de totale dikte van de printplaat, de uitlijning en de kromming over de verschillende paneelposities.
3. PTH-microsecties. Controleer de boorgaten, ontvetting, binnenlaagverbindingen, koperen wand, ringvormige rand en achterboor.
4. Thermische voorconditionering. Pas de geplande reflow-/wave-/selectieve/herbewerkingsgeschiedenis toe vóór de eindinspectie van het boorgat.
5. Betrouwbaarheid van de interconnectie. Gebruik IST, thermische cyclustests, soldeerfloattests of door de klant vereiste tests op een representatieve geometrie.
6. CAF/milieu. Voer vochtigheidsbias-testen uit op plaatsen waar spanning, afstand en bedrijfsomstandigheden risico's met zich meebrengen.
7. Elektrische besturing. Controleer de impedantie en de prestaties van de router aan de hand van constructiespecifieke gegevens; claim geen ultralage verliezen.
8. Productiebasislijn. Archiveer ruwe meetgegevens, afbeeldingen, materiaallotnummers, pers-/boor-/plaatgegevens en acceptatiegrenzen.

Testfouten moeten worden gelokaliseerd.

Als een proefstuk defect raakt, moet worden vastgesteld of de scheur zich bevindt bij de knie, de overgang tussen binnenlagen, het midden van de loop, de microvia-interface of de overgang van de achterboring. Verschillende locaties wijzen op verschillende oorzaken: geometrie, beplating, boren/ontvetten, uitlijning of thermische spanning. Een algemene conclusie als "materiaalfalen" is zelden voldoende.

Selecteer S1000-2M op basis van faalrisico, niet alleen op basis van Tg.

Offerteaanvraag en productiegegevenspakket

In de offerteaanvraag moet de fabrikant worden gevraagd om het meest veeleisende gat en de voorgestelde productiemarge te specificeren. Dit stimuleert een technische offerte in plaats van een algemene verklaring dat de printplaat "binnen de mogelijkheden" valt. De leverancier moet uitleggen hoe de gekozen S1000-2M-constructie, boor-, galvaniseer- en testprocedure op dit worstcasescenario is voorbereid.

Referenties van de fabrikant en release-opmerkingen

De onderstaande productpagina van Shengyi is de openbare bron voor de betrouwbaarheidspositionering van de S1000-2M en de typische referentie-eigenschappen die in dit artikel worden gebruikt. De offerte van de fabrikant moet het actuele, gecontroleerde datasheet bevatten en de exacte kern-/prepreg-constructies specificeren, omdat de betrouwbaarheid van de uiteindelijke printplaat niet alleen kan worden afgeleid uit waarden op familieniveau.

• Officiële productpagina en typische eigenschappen van de Shengyi S1000-2M