Shengyi S1000-2M printplaat voor betrouwbare loodvrije toepassingen met een hoog aantal lagen

Shengyi S1000-2M is een FR-4.0 laminaat met een hoge Tg en lage CTE, ontworpen voor printplaten met een groot aantal lagen die loodvrije verwerking moeten doorstaan ​​en de betrouwbaarheid van doorgeplateerde gaten moeten behouden. Shengyi benadrukt de hoge hittebestendigheid, geringe uitzetting in de z-as, anti-CAF-eigenschappen, lage waterabsorptie, mechanische verwerkbaarheid en geschiktheid voor computer-, communicatie-, automobiel- en meerlaagse toepassingen.

Het materiaal mag niet worden verkocht als een ultralaagverlieslaminaat. In het officiële gegevensblad staan ​​typische waarden voor Dk 4.6 en verliesfactor 0.018 bij 1 GHz voor het gespecificeerde referentiemonster. De correcte waardepropositie is mechanische en thermische betrouwbaarheid: Tg 180 °C volgens DSC, 185 °C volgens DMA, Td 355 °C, T288 na 30 minuten, CTE in de z-as van 41 ppm/°C onder Tg, 208 ppm/°C boven Tg, en een totale uitzetting in de z-as van 2.4% tussen 50 en 260 °C.

Die eigenschappen zijn nuttig voor dikke meerlaagse structuren, maar voor betrouwbare gaten zijn nog steeds een conservatieve aspectverhouding, gecontroleerd boren en ontvetten, uniforme beplating, koperbalans en een gedefinieerde thermische geschiedenis van de assemblage vereist.

Waarom S1000-2M geschikt is voor hoge betrouwbaarheidseisen

Het aantal lagen vergroot elke dimensionale en thermische variabele. Meer lagen betekenen meer registratie-interfaces, meer mogelijkheden voor koperonbalans, dikkere afgewerkte printplaten, langere doorvoergaten en vaak kleinere pads en antipads. Tijdens loodvrij reflowen zet de hars uit in de z-as, terwijl de koperen huls die beweging tegenwerkt. Herhaalde belasting kan leiden tot vermoeidheidsscheuren.

De S1000-2M pakt dit mechanisme aan met een lagere CTE in de z-as en een sterke weerstand tegen delaminatie. Shengyi noemt ook de uitstekende betrouwbaarheid van de doorvoergaten en de anti-CAF-prestaties als belangrijke kenmerken.

Waar het materiaal het meest nuttig is

S1000-2M is een sterke kandidaat voor:

• dikke industriële en telecom-meerlaagse systemen;
• Server-, opslag- en communicatiebesturingskaarten waar ultralage verliezen niet vereist zijn;
• Auto-elektronica die herhaaldelijk aan hitte wordt blootgesteld;
• printplaten met veel doorgeplateerde gaten en connectoren;
• loodvrije assemblages met meerdere reflow-cycli;
• Hoogwaardige producten die een breed verwerkbaar FR-4.0-systeem vereisen.

Het materiaal moet worden geselecteerd als onderdeel van meerlaagse betrouwbaarheidsregelingen, niet als een upgrade voor één enkel pand.

Waarom een ​​hogere Tg niet voldoende is

Een hoge Tg vertraagt ​​het moment waarop de harsuitzetting abrupt verandert, maar de absolute CTE-waarden, de totale uitzetting, de uithardingstoestand, het vochtgehalte en het breukgedrag zijn even belangrijk. De geometrie van de uiteindelijke printplaat kan het materiaalvoordeel tenietdoen. Een zeer dikke printplaat met kleine gaten en onvoldoende koper in de kern kan na het reflowproces alsnog bezwijken.

Materiaalmomentopname voor Stackup-release

De onderstaande waarden zijn afkomstig uit het officiële S1000-2M-gegevensblad van Shengyi en zijn typische referentiewaarden gebaseerd op een 1.6 mm 8×7628-monster.

De core en prepreg moeten als één systeem worden beschouwd.

De materiaalfamilienaam definieert niet de uiteindelijke diëlektrische dikte. De vrijgegeven opbouw moet de dikte van de kern, de soorten prepreg-glas, het harsgehalte, het kopergewicht, het afgewerkte koper en de beoogde persdikte vermelden. Wanneer gecontroleerde impedantie vereist is, moet de fabrikant de ontwerp-Dk-waarde vermelden die voor elke constructie is gebruikt.

Gebruik geen generieke Dk opnieuw.

De gepubliceerde 1 GHz Dk-waarde is een materiaalvergelijkingswaarde gebaseerd op het referentiemonster. Werkelijke kernen en prepregs hebben verschillende glas/harsverhoudingen. Een impedantiemodel voor productie moet gebruikmaken van constructiespecifieke gegevens en moet worden geverifieerd met testmonsters.

Lage CTE in de Z-as en betrouwbaarheid van het gat

De koperen huls en het diëlektrische materiaal zetten met verschillende snelheden uit. Beneden de glasovergangstemperatuur (Tg) is het verschil gering; boven de Tg neemt de uitzetting van de hars toe. Een lagere thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE) en een lagere totale uitzetting verminderen de spanning die op de huls wordt overgebracht, maar de geometrie van het gat en de kwaliteit van het koper blijven doorslaggevend.

Beeldverhouding en uiteindelijke gatgrootte

De aspectverhouding moet worden berekend op basis van de uiteindelijke plaatdikte en de diameter van het geboorde gat, en niet alleen op basis van de uiteindelijke geplateerde diameter. Naarmate de aspectverhouding toeneemt, wordt het moeilijker om de gatwand schoon te maken en een uniforme koperlaag in het midden van de cilinder aan te brengen.

De ontwerpbeoordeling moet het volgende omvatten:

• Afgewerkte plaatdikte en diktetolerantie;
• boordiameter en uiteindelijke gatdiameter;
• minimale ringvormige rand na registratietolerantie;
• gespecificeerde minimale en gemiddelde koperdikte van de gatwand;
• aantal reflow- en herwerkcycli;
• perspassing of insteekkrachten van de connector;
• Servicebereik van de thermische cyclus.

Boorkwaliteit en verbindingen tussen binnenlagen

Gereedschapslijtage kan leiden tot uitvloeiing, vezeluitrekking, ruwe wanden en positioneringsfouten. De boorslaglimiet moet worden gekwalificeerd voor S1000-2M, plaatdikte, kopergewicht en glassoorten. Invoer- en achtervoermaterialen, spindelsnelheid, aanvoer, terugtreksnelheid, stapelhoogte en spaanafvoer hebben allemaal invloed op de gatwand.

Microsecties moeten worden gecontroleerd op verwijdering van smeerresten, harsafbraak, glasvezels, integriteit van de binnenste koperlaag, laagdikte en kwaliteit van de hoeken. Voor producten met een hoge betrouwbaarheid is het raadzaam om de testmonsters na een gesimuleerd reflow-proces te inspecteren in plaats van alleen in de onbewerkte staat.

CAF en isolatieafstand

De anti-CAF-prestaties verminderen het risico op migratie, maar falen door een onevenwichtige luchtvochtigheid hangt ook af van de afstand tussen de elementen en de mate van verontreiniging. Zorg voor een geschikte afstand tussen de gaten onderling en tussen de gaten en het koper, controleer de ionenzuiverheid en vermijd harsarme gebieden rondom dicht opeengepakte boorgaten.

Het bewijsmateriaal kan onder meer bestaan ​​uit: productietest en betrouwbaarheidsbewijsStandaard continuïteitstesten vervangen echter geen CAF- of interconnectiekwalificatie.

Laminatie- en boorcontrole

S1000-2M wordt omschreven als een materiaal met uitstekende mechanische verwerkbaarheid, maar voor printplaten met een hoge laagdikte is nog steeds een gekwalificeerde pers- en boorroute nodig.

Planning voor het vullen met hars

De dichtheid van het koperpatroon beïnvloedt het volume dat het prepreg moet vullen. Een hoge koperconcentratie, grote tussenruimtes en plaatselijke koperloze zones kunnen leiden tot harstekort of overmatige diktevariatie. De fabrikant dient de harsbehoefte te beoordelen en kan, waar mogelijk, prepreg met een hogere harsconcentratie, meerdere lagen of koperverwijdering toepassen.

Een symmetrische opbouw en een evenwichtige koperverdeling verminderen kromming en verdraaiing. Als het elektrische ontwerp asymmetrie vereist, moet de verwachte paneelvervorming worden geëvalueerd voordat met de productie wordt begonnen.

Lamineringsparameters

De persprocedure moet zorgen voor een volledige uitharding en een voorspelbare geperste dikte. Controleer het vacuüm, de opwarmsnelheid, de persduur, de piektemperatuur, de uithardingstijd, de paneelbelasting en de koeling. Dikke verpakkingen moeten worden gecontroleerd op de temperatuur in het midden. Een registratie van de plaattemperatuur alleen bewijst niet dat het midden van het boek de vereiste uithardingsconditie heeft bereikt.

Registratie en sequentiële laminering

Printplaten met meerdere lagen verzamelen materiaal en persbewegingen. De fabrikant moet de schaalvergroting, de benodigde gereedschappen en de registratiemogelijkheden voor het paneelformaat definiëren. Blinde/verzonken via's of HDI-structuren vereisen mogelijk sequentiële laminering, wat extra thermische geschiedenis en registratierisico's met zich meebrengt.

Ontvetten en platen

Het ontvettingproces moet de wand reinigen zonder overmatige harsafzetting. De chemische koperlaag en de elektrolytische plating moeten uniform zijn over het gehele gat. Bij dikke printplaten zijn de spuitkracht en de vloeistofwisseling belangrijk. Dwarsdoorsneden moeten worden genomen op representatieve posities in het paneel, niet alleen aan de rand.

Vergelijking met andere loodvrije FR-4-families

S1000-2M behoort tot de zeer betrouwbare FR-4-categorie. Het moet worden vergeleken met materialen zoals Ventec VT-481, Shengyi-kwaliteiten met een hogere Tg en andere loodvrije systemen met een lage CTE, op basis van het daadwerkelijke risico voor de printplaat.

Wanneer moet je kiezen voor een hogere Tg-waarde of een lagere verliesfactor?

Ga over op een materiaal met een hogere temperatuurbestendigheid wanneer de blootstelling tijdens assemblage of gebruik de kwalificatiemarge van S1000-2M overschrijdt. Ga over op een materiaal met lagere verliezen wanneer de kanaalsimulatie mislukt nadat de topologie en de koperruwheid zijn geoptimaliseerd. Behoud S1000-2M wanneer het belangrijkste risico de betrouwbaarheid van de interconnecties in de hogere lagen is en de elektrische laag voldoende is.

Offerteaanvraag en veelgestelde vragen

Geef de exacte specificaties van het S1000-2M laminaat en de bijbehorende prepreg op, inclusief het aantal lagen, de plaatdikte, de kern/prepreg-opbouw, het kopergewicht, het minimale aantal gaten en de steek, de aspectverhouding, het kopergehalte van de geplateerde gaten, het aantal loodvrije reflow-lagen, de bedrijfstemperatuur, de CAF/IST/thermische cyclusvereisten, de IPC-klasse, de impedantietabel, de testmonsters, de oppervlakteafwerking, de plaatafmetingen en het jaarlijkse productievolume. Vraag of de exacte constructie al gecertificeerd is bij de geselecteerde fabriek.

Is S1000-2M een materiaal met lage verliezen en hoge snelheden?

Nee. Het is een zeer betrouwbaar FR-4-materiaal. In het officiële specificatieblad staat een Df-waarde van 0.018 bij 1 GHz voor het referentiemonster.

Waarom is het geschikt voor printplaten met meerdere lagen?

Hoge Tg, lage CTE in de z-as, 2.4% totale uitzetting in de z-as, sterke T260/T288/T300-waarden, anti-CAF-positionering en betrouwbaarheid van doorvoergaten.

Garandeert een hoge Tg betrouwbare galvanische gaten?

Nee. De geometrie van het gat, het boren, het verwijderen van sporen, de beplating, de dikte van de printplaat en de thermische geschiedenis blijven cruciaal.

Kan het gebruikt worden voor auto-elektronica?

Shengyi noemt auto-elektronica als een mogelijke toepassing, maar de uiteindelijke printplaat en assemblage moeten voldoen aan de kwalificatie- en traceerbaarheidseisen van de klant.

Kan een andere FR-4 met een hoge Tg-waarde zonder testen worden gebruikt als vervanging?

Nee. Vergelijk prepreg-constructies, geperste dikte, CTE, tijd tot delaminatie, vochtgehalte, Dk/Df, procesinstellingen en eerdere fabriekskwalificatie.

Referenties van fabrikanten

• Shengyi S1000-2M productpagina
• Officiële specificaties van de Shengyi S1000-2M