Produkcja płytek PCB TMM10i i DFM

Produkcja płytek PCB TMM10i kładzie większy nacisk na DFM, ponieważ mała geometria i zachowanie materiału mogą ujawnić słabości w ogólnym procesie CAM. Przydatnym przeglądem jest luka między opublikowanym rysunkiem a oknem procesowym, którą można faktycznie powtórzyć. Zakres działalności: Highleap Electronics produkuje i montuje gotowe płytki PCB. Gatunek Rogers wymieniony na tej stronie identyfikuje określony laminat; Highleap nie produkuje ani nie sprzedaje laminatów Rogers. Kiedy inżynierowie RF muszą drastycznie zmniejszyć rozmiar anteny patch, wzmacniacza mocy lub filtra wnękowego, potrzebują podłoża o stałej dielektrycznej (Dk) bliskiej 10. Podczas gdy tradycyjnie stosowano w tym celu kruchą ceramikę z tlenku glinu, Rogers TMM10i stanowi bardzo realną alternatywę: termoutwardzalną żywicę węglowodorową z dużą zawartością ceramiki, która zapewnia izotropową wartość Dk równą 9.80, zachowując jednocześnie płaski współczynnik kształtu płytki drukowanej. Zbieżność nazw sprawia, że ​​wymagania dotyczące projektowania układów kompaktowych TMM10 warto dokładnie sprawdzić przed zaproponowaniem zmiany w zakupie.

Choć projektowanie termoutwardzalnej płytki mikrofalowej TMM10i w oprogramowaniu symulacyjnym jest proste, jej fizyczna produkcja jest niezwykle trudna. Ze względu na wyjątkowo gęstą i ścierną strukturę materiału, standardowe zakłady produkujące płyty często niszczą swoje narzędzia CNC i wyrzucają panele już przy pierwszym uruchomieniu. Udane wyprodukowanie niestandardowej płytki PCB Rogers TMM10i do mikrofalówek wymaga partnera produkcyjnego, który doskonale rozumie ograniczenia mechaniczne laminatów wysokoceramicznych.

Poproś o recenzję TMM10i DFM

Dlaczego warto wybrać Rogers TMM10i do projektów mikrofalówek Dk 9.80?

Większość laminatów wysokoczęstotliwościowych, w tym standardowy FR-4 i wiele materiałów PTFE, opiera się na tkanym włóknie szklanym jako podparciu strukturalnym. Powoduje to efekt anizotropowy – oznacza to, że stała dielektryczna nieznacznie różni się w zależności od tego, czy sygnał RF przemieszcza się wzdłuż osi X, Y czy Z.

Materiał TMM10i został opracowany w unikatowy sposób, bez dodatku włókna szklanego. Dzięki temu jest idealnie izotropowy. Dla inżynierów projektujących skomplikowane struktury falowodów 3D, współczynnik Dk wynosi dokładnie 9.80 we wszystkich trzech wymiarach. Poprawia to korelację między modelami HFSS lub CST a płytką fizyczną, ale ostateczna korelacja nadal wymaga danych dotyczących stosu i pomiarów. Dodatkowo, jego współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE) jest wyjątkowo zbliżony do miedzi, co zapobiega awariom metalizowanych otworów przelotowych (PTH) podczas ekstremalnych cykli termicznych w środowisku lotniczym.

Wyzwania produkcyjne TMM10i: zużycie wierteł i mikropęknięcia 

Aby osiągnąć Dk 9.80, Rogers intensywnie wzbogaca żywicę węglowodorową krzemionką i cząsteczkami ceramicznymi. Powstały panel zachowuje się mniej jak plastikowa płytka PCB, a bardziej jak delikatna płytka ceramiczna. To absolutne wąskie gardło w produkcji płytek RF TMM10i. Jeśli fabryka zastosuje standardowe parametry obróbki tego materiału, wydajność gwałtownie spadnie.

Podstawowa przyczyna uszkodzenia przelotki: mikropęknięcia

Ceramiczny wypełniacz w TMM10i działa jak mikroskopijny papier ścierny na wiertła CNC. Podczas wiercenia standardowego panelu FR-4, wiertło z węglika wolframu może wytrzymać 2,000 otworów, zanim się stępi. W TMM10i krawędź tnąca tego samego wiertła ulega zniszczeniu po wykonaniu mniej niż 100 otworów.

Jeśli producent spróbuje przebić tępym wiertłem to kruche podłoże, aby zaoszczędzić, nie przetnie ono żywicy czysto. Zamiast tego, przebije się i rozerwie. Ta tępa siła powoduje poważne mikropęknięcia wzdłuż ścianki otworu przelotowego.

Te niewidoczne, mikroskopijne pęknięcia działają jak gąbki, zatrzymując chemikalia galwaniczne podczas procesu na mokro. Gdy płytka przechodzi później przez piec rozpływowy SMT, te uwięzione ciekłe chemikalia wrzą, gwałtownie odgazowują i dosłownie zdmuchują miedzianą powłokę ze ścianki przelotki. Powoduje to natychmiastowe, nieodwracalne awarie obwodu otwartego.

Rozwiązanie inżynieryjne Highleap

Aby zapobiec tym awariom, specjalistyczna fabryka płytek PCB Rogers TMM10i musi wdrożyć rygorystyczne zasady CAM (komputerowego wspomagania produkcji):

• Ograniczona liczba trafień: Stosujemy wyjątkowo rygorystyczne harmonogramy wymiany wierteł, wyrzucając wiertła po upływie ułamka ich normalnego okresu użytkowania, aby zachować ostrą krawędź tnącą.
• Niższe prędkości wrzeciona: Drastycznie zmniejszamy prędkość zanurzania w osi Z (obciążenie wióra) i liczbę obrotów na minutę wrzeciona, aby zapobiec powstawaniu pęknięć naprężeniowych w dielektryku spowodowanych tarciem.
• Frezowanie diamentowe: Standardowe frezy żłobkowane usuwają cząsteczki ceramiki, pozostawiając ostre krawędzie płyt. Używamy specjalistycznych frezów diamentowych, pracujących z indywidualnie dostosowanymi, ultrawolnymi prędkościami posuwu, aby zapewnić idealnie gładkie profile.

Zrozumienie kosztów produkcji płytki PCB Rogers TMM10i

Zespoły zaopatrzeniowe i inżynierowie sprzętu często zastanawiają się, dlaczego laminaty wysokoceramiczne mają tak wysoką cenę produkcji. Surowiec to tylko część równania. Prawdziwym czynnikiem wpływającym na koszty produkcji płytki PCB Rogers TMM10i jest wykładnicze zużycie narzędzi (zużywających dziesiątki wierteł i frezów na panel) oraz niezwykle długi czas obróbki CNC wymagany do obróbki materiału z odpowiednią delikatnością.

Jednak TMM10i oferuje ogromną przewagę w zakresie obróbki chemicznej, która rekompensuje część tych kosztów. W przeciwieństwie do materiałów PTFE o wysokim współczynniku Dk (takich jak RO3010), TMM10i jest materiałem termoutwardzalnym węglowodorowym. Nie wymaga niebezpiecznego trawienia sodowego ani kosztownego odtłuszczania plazmą próżniową przed metalizacją. Kompetentny producent płytek PCB TMM10i firmy China Rogers może przetwarzać te płytki na standardowych liniach miedzianych bezprądowo, znacznie skracając czas realizacji w porównaniu z alternatywami opartymi na PTFE. Highleap wykorzystuje analizę DFM do analizy wierceń, odstępów między miedziami, dopasowania, grubości gotowej oraz wszelkich zaostrzonych cech RF przed obróbką. Wyjątki są identyfikowane na etapie projektowania, aby nie stały się niespodziankami produkcyjnymi. Dokładne wartości właściwości materiału należy sprawdzić w aktualnej dokumentacji dostawcy dla określonego gatunku i konstrukcji.

Zaopatrzenie w niezawodną produkcję i PCBA dla płytek wypełnionych ceramiką

W branży mikrofalowej walidacja sprzętu musi przebiegać szybko. Chociaż oferujemy prototypy płytek PCB Rogers TMM10i, zdecydowanie odradzamy zlecanie produkcji gołych płytek w jednym zakładzie i wysyłanie ich do innego dostawcy w celu montażu. TMM10i jest niezwykle kruchy; przenoszenie go między wieloma dostawcami drastycznie zwiększa ryzyko odprysków na krawędziach i zanieczyszczeń podczas transportu.

Aby wyeliminować to ryzyko, Highleap Electronics działa jako kompleksowy dostawca płytek PCB Rogers TMM10i o wysokiej częstotliwości. Przenosimy Państwa projekt w sposób kontrolowany z naszych specjalistycznych linii produkcyjnych PCB o wysokiej częstotliwości bezpośrednio do naszych kompleksowych zakładów montażu PCB.

Jako dedykowany producent płytek drukowanych Rogers TMM10i, wykorzystujemy technologię Laser Direct Imaging (LDI), aby utrzymać impedancję ścieżek na idealnie stałym poziomie Dk 9.80, a także stosujemy inspekcję rentgenowską 3D (AXI) w celu weryfikacji uziemienia termicznego pod komponentami RF dużej mocy zgodnie z planem inspekcji. Gwarantuje to, że produkt końcowy będzie działał dokładnie tak, jak powinien. Aby uzyskać wycenę, prosimy o podanie dokładnej konstrukcji TMM10i, krytycznych wymiarów, docelowych wartości impedancji, miedzi, otworów oraz ilości. Kompletny pakiet DFM umożliwia dopasowanie wyceny do planu produkcyjnego.