Płytka drukowana Shengyi S1000-2M zapewniająca niezawodność przy dużej liczbie warstw i bezołowiowości

Shengyi S1000-2M to laminat FR-4.0 o wysokiej temperaturze zeszklenia (Tg) i niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej (CTE) przeznaczony do płytek o dużej liczbie warstw, które muszą przetrwać obróbkę bezołowiową i zachować niezawodność powlekania otworów przelotowych. Shengyi charakteryzuje się wysoką odpornością na ciepło, niską rozszerzalnością cieplną w osi Z, odpornością na CAF, niską absorpcją wody, możliwością obróbki mechanicznej oraz przydatnością do zastosowań komputerowych, komunikacyjnych, motoryzacyjnych i wielowarstwowych.

Materiału nie należy sprzedawać jako laminatu o ultraniskiej stratności. W oficjalnej karcie katalogowej podano typowe wartości Dk 4.6 i tangens stratności 0.018 przy 1 GHz dla określonego egzemplarza odniesienia. Prawidłową wartością jest niezawodność mechaniczna i termiczna: 180°C Tg metodą DSC, 185°C metodą DMA, 355°C Td, T288 wynoszący 30 minut, współczynnik rozszerzalności cieplnej CTE wzdłuż osi Z wynoszący 41 ppm/°C poniżej Tg, 208 ppm/°C powyżej Tg oraz 2.4% całkowitej ekspansji wzdłuż osi Z w zakresie temperatur 50–260°C.

Właściwości te są przydatne w przypadku grubych warstw, jednak niezawodne otwory nadal wymagają konserwatywnego współczynnika kształtu, kontrolowanego wiercenia i usuwania smug, równomiernego pokrycia, równowagi miedzi i określonej historii termicznej zespołu.

Dlaczego S1000-2M spełnia wymagania dotyczące niezawodności wysokiego poziomu

Liczba warstw zwiększa każdą zmienną wymiarową i termiczną. Więcej warstw oznacza więcej interfejsów rejestracyjnych, więcej możliwości nierównowagi miedzi, grubsze płytki drukowane, dłuższe tuleje przelotowe oraz często mniejsze pady i antypady. Podczas bezołowiowego lutowania rozpływowego żywica rozszerza się wzdłuż osi Z, podczas gdy tuleja miedziana opiera się temu ruchowi. Powtarzające się naprężenia mogą powodować pęknięcia zmęczeniowe.

S1000-2M rozwiązuje ten problem, zapewniając niższy współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE) w osi Z i wysoką wydajność czasu do rozwarstwienia. Shengyi wskazuje również na doskonałą niezawodność w otworach przelotowych i odporność na CAF jako kluczowe cechy.

Gdzie materiał jest najbardziej przydatny

S1000-2M jest dobrym kandydatem do:

• grube wielowarstwowe materiały przemysłowe i telekomunikacyjne;
• płyty sterujące serwerami, pamięciami masowymi i komunikacją, w których nie jest wymagane bardzo niskie straty;
• elektronika samochodowa poddawana wielokrotnemu narażeniu na działanie temperatury;
• płytki z wieloma otworami przelotowymi i złączami;
• zespoły bezołowiowe z wieloma cyklami lutowania rozpływowego;
• produkty wielowarstwowe wymagające szeroko przetwarzalnego systemu FR-4.0.

Materiał powinien zostać wybrany jako część wielowarstwowe sterowanie niezawodnością, nie jako ulepszenie pojedynczej nieruchomości.

Dlaczego wyższa Tg nie wystarczy

Wysoka temperatura zeszklenia (Tg) opóźnia moment, w którym następuje gwałtowna zmiana rozszerzalności cieplnej żywicy, ale równie ważne są bezwzględne wartości współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE), całkowita rozszerzalność cieplna, stan utwardzenia, wilgotność i zachowanie podczas pękania. Geometria gotowej płytki może przeważyć nad korzyściami wynikającymi z materiału. Bardzo gruba płytka z małymi otworami i niewystarczającą ilością miedzi w beczce może nadal ulec uszkodzeniu po lutowaniu rozpływowym.

Migawka materiału dla wydania stosu

Podane poniżej wartości pochodzą z oficjalnej karty katalogowej S1000-2M firmy Shengyi i stanowią typowe wartości odniesienia dla próbki o wymiarach 1.6 mm i rozmiarze 8×7628.

Rdzeń i prepreg należy traktować jako jeden system

Nazwa rodziny materiałów nie definiuje ostatecznej grubości dielektrycznej. Publikacja powinna określać grubość rdzenia, rodzaje szkła prepreg, zawartość żywicy, gramaturę miedzi, gotową miedź oraz docelową grubość tłoczenia. W przypadku konieczności kontrolowanej impedancji, producent powinien określić projektową wartość Dk dla każdej konstrukcji.

Nie używaj ponownie ogólnego Dk

Opublikowana wartość Dk 1 GHz to wartość porównawcza materiałów oparta na próbce referencyjnej. Rzeczywiste rdzenie i prepregi mają różne proporcje szkła do żywicy. Model impedancji produkcyjnej powinien wykorzystywać dane specyficzne dla danej konstrukcji i być weryfikowany za pomocą próbek.

Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE) w osi Z i niezawodność otworów

Miedziany cylinder i dielektryk rozszerzają się z różną szybkością. Poniżej temperatury zeszklenia (Tg) niedopasowanie jest umiarkowane; powyżej Tg rozszerzalność żywicy wzrasta. Niższy współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE) i niższa całkowita rozszerzalność cieplna zmniejszają naprężenia przenoszone na cylinder, ale decydujące znaczenie mają geometria otworu i jakość miedzi.

Proporcje i rozmiar gotowego otworu

Współczynnik kształtu należy obliczyć na podstawie grubości gotowej płytki i średnicy wywierconego otworu, a nie tylko ostatecznej średnicy powłoki. Wraz ze wzrostem współczynnika kształtu, trudniej jest oczyścić ścianki otworu i równomiernie osadzić miedź w środku bębna.

Przegląd projektu powinien obejmować:

• grubość gotowej płyty i tolerancja grubości;
• średnica wiertła i średnica gotowego otworu;
• minimalny pierścień pierścieniowy po tolerancji rejestracji;
• określona minimalna i średnia grubość ścianki otworu miedzianego;
• liczba cykli reflow i przeróbek;
• siły wciskania lub wkładania złącza;
• zakres usług cyklu cieplnego.

Jakość wiertła i połączenia warstw wewnętrznych

Zużycie narzędzia może powodować rozmazywanie, wyrywanie włókien, chropowatość ścianek i błędy pozycjonowania. Granica uderzeń wiertła powinna być dostosowana do materiału S1000-2M, grubości płytki, gramatury miedzi i rodzaju szkła. Na ścianki otworu wpływają materiały wejściowe i pomocnicze, prędkość obrotowa wrzeciona, posuw wgłębny, wycofanie, wysokość stosu i odprowadzanie wiórów.

Mikroskopy powinny sprawdzać usuwanie zabrudzeń, recesję żywicy, włókna szklane, integralność miedzi w warstwie wewnętrznej, grubość powłoki i jakość narożników. W przypadku produktów o wysokiej niezawodności próbki należy sprawdzać po symulowanym lutowaniu rozpływowym, a nie tylko w stanie po wytopie.

CAF i odstępy izolacyjne

Skuteczność anty-CAF zmniejsza ryzyko migracji, ale błąd spowodowany wilgocią zależy również od odstępów między elementami i zanieczyszczeń. Należy zachować odpowiednie odstępy między otworami i między otworami a miedzią, kontrolować czystość jonową i unikać obszarów z niedoborem żywicy wokół gęstych otworów.

Dowody produkcyjne mogą obejmować: testy produkcyjne i dowody niezawodnościJednak standardowe testy ciągłości nie zastępują CAF ani kwalifikacji połączeń międzysystemowych.

Kontrola laminowania i wiercenia

Materiał S1000-2M charakteryzuje się doskonałą obrabialnością mechaniczną, jednak w przypadku płyt wielowarstwowych nadal konieczne jest zastosowanie specjalistycznej prasy i wiertarki.

Planowanie wypełnienia żywicą

Gęstość wzoru miedzi zmienia objętość, którą prepreg musi wypełnić. Duża ilość miedzi, duże pola prześwitu i lokalne obszary pozbawione miedzi mogą powodować niedobór żywicy lub nadmierne wahania grubości. Producent powinien przeprowadzić analizę zapotrzebowania na żywicę i może zastosować prepreg o wyższej zawartości żywicy, wielowarstwowy materiał lub, tam gdzie jest to dozwolone, grubą warstwę miedzi.

Symetryczne ułożenie przewodów i zrównoważona dystrybucja miedzi redukują wygięcia i skręcenia. Jeśli projekt elektryczny wymaga asymetrii, przed rozpoczęciem obróbki należy ocenić spodziewane odkształcenie panelu.

Parametry laminowania

Cykl prasy musi zapewniać całkowite utwardzenie i przewidywalną grubość tłoczenia. Kontroluj próżnię, szybkość nagrzewania, czas docisku, temperaturę szczytową, czas utwardzania, obciążenie panelu i chłodzenie. Grube pakiety należy oceniać pod kątem temperatury w środku. Sam zapis temperatury płyty nie dowodzi, że środek książki osiągnął wymagany stan utwardzania.

Rejestracja i laminowanie sekwencyjne

Płyty warstwowe akumulują grafikę i ruch prasy. Producent powinien określić skalowanie, narzędzia i możliwości pasowania dla rozmiaru panelu. Struktury z przelotkami ślepymi/zakopanymi lub HDI mogą wymagać sekwencyjnego laminowania, co zwiększa ryzyko związane z historią termiczną i pasowaniem.

Odtłuszczanie i platerowanie

Proces usuwania smug musi oczyścić ścianę bez nadmiernego wnikania żywicy. Pokrycie miedzią bezprądową i galwanizacja elektrolityczna powinny być równomierne w całym otworze. W przypadku grubych płyt istotna jest siła natrysku i wymiana roztworu. Przekroje poprzeczne należy wykonywać z reprezentatywnych pozycji panelu, a nie tylko w pobliżu krawędzi.

Porównanie z innymi rodzinami FR-4 bezołowiowymi

Materiał S1000-2M należy do grupy FR-4 o wysokiej niezawodności. Należy go porównywać z materiałami takimi jak Ventec VT-481, gatunkami Shengyi o wyższej temperaturze zeszklenia (Tg) i innymi systemami bezołowiowymi o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej (CTE) w oparciu o rzeczywiste ryzyko dla płyty.

Kiedy wybrać gatunek o wyższej lub niższej stracie Tg

Należy przejść na materiał o wyższej temperaturze, gdy narażenie na montaż lub eksploatację przekracza margines kwalifikacyjny S1000-2M. Należy przejść na materiał o niższych stratach, gdy symulacja kanału zakończy się niepowodzeniem po zoptymalizowaniu topologii i chropowatości miedzi. Należy zachować S1000-2M, gdy dominującym ryzykiem jest niezawodność połączeń wielowarstwowych, a jego warstwa elektryczna jest wystarczająca.

Zapytanie ofertowe i FAQ

Podaj dokładny opis laminatu S1000-2M i pasującego prepregu, liczbę warstw, grubość płytki, układ warstw rdzenia/prepregu, gramaturę miedzi, minimalną liczbę otworów i odstęp, współczynnik kształtu, miedź z otworami platerowanymi, liczbę bezołowiowych reflowów, temperaturę pracy, wymagania dotyczące CAF/IST/cyklu termicznego, klasę IPC, tabelę impedancji, próbki, wykończenie powierzchni, rozmiar płytki i roczną produkcję. Zapytaj, czy dokładna konstrukcja została już zakwalifikowana w wybranej fabryce.

Czy S1000-2M jest materiałem o małych stratach i dużej prędkości?

Nie. To materiał FR-4 o wysokiej niezawodności. Oficjalna specyfikacja podaje Df 0.018 przy 1 GHz dla próbki referencyjnej.

Co sprawia, że ​​nadaje się do płyt o wysokiej warstwie?

Wysoka temperatura zeszklenia (Tg), niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE) w osi Z, całkowite rozszerzenie osi Z wynoszące 2.4%, wysokie wartości T260/T288/T300, pozycjonowanie zapobiegające CAF i niezawodność montażu przelotowego.

Czy wysoka temperatura zeszklenia (Tg) gwarantuje niezawodność otworów metalizowanych?

Nie. Kluczowe pozostają geometria otworów, wiercenie, usuwanie smug, galwanizacja, grubość płytki i historia termiczna.

Czy można go stosować w elektronice samochodowej?

Shengyi wymienia elektronikę samochodową jako jedno z zastosowań, ale gotowa płytka PCB i zespół muszą spełniać wymagania klienta dotyczące kwalifikacji i możliwości śledzenia.

Czy można zastosować inny FR-4 o wysokiej Tg bez testowania?

Nie. Porównaj konstrukcje prepregów, grubość tłoczenia, współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE), czas do rozwarstwienia, wilgotność, współczynnik Dk/Df, ustawienia procesu i wcześniejszą kwalifikację fabryczną.

Odniesienia producenta

• Strona produktu Shengyi S1000-2M
• Oficjalna karta katalogowa Shengyi S1000-2M