Изготовление печатных плат Rogers TMM10i: решение проблем DFM (проектирование для производства).

Когда инженерам-радиочастотникам необходимо значительно уменьшить габариты патч-антенны, усилителя мощности или полостного фильтра, им требуется подложка с диэлектрической постоянной (Dk), приближающейся к 10. Традиционно для этих целей использовалась хрупкая керамика на основе оксида алюминия, однако Rogers TMM10i предлагает весьма перспективную альтернативу: термореактивную углеводородную смолу с высоким содержанием керамики, которая обеспечивает изотропную диэлектрическую постоянную Dk 9.80, сохраняя при этом плоскую форму печатной платы.

Однако, хотя разработка платы для микроволновой печи на основе термореактивного материала TMM10i в программном обеспечении для моделирования не представляет сложности, её физическое изготовление, как известно, сопряжено с большими трудностями. Из-за исключительной плотности и абразивности материала стандартные производители печатных плат часто портят своё оборудование с ЧПУ и отбраковывают панели уже при первой попытке. Для успешного производства специализированной печатной платы для микроволновой печи Rogers TMM10i необходим партнёр по производству, который досконально понимает механические ограничения высококерамических ламинатов.

Запросить обзор DFM для TMM10i

Почему стоит выбрать микроволновую печь Rogers TMM10i для ценителей продукции стоимостью до 9.80 долларов?

Большинство высокочастотных ламинатов, включая стандартный FR-4 и многие материалы на основе ПТФЭ, используют тканое стекловолокно в качестве структурной поддержки. Это создает анизотропный эффект, то есть диэлектрическая постоянная незначительно различается в зависимости от того, распространяется ли радиочастотный сигнал вдоль оси X, Y или Z.

TMM10i имеет уникальную формулу. без тканое стекло. Это делает материал идеально изотропным. Для инженеров, проектирующих сложные трехмерные волноводные структуры, диэлектрическая проницаемость Dk остается ровно 9.80 во всех трех измерениях. Это гарантирует, что результаты моделирования в программах HFSS или CST будут безупречно отображаться на физической плате. Кроме того, его коэффициент теплового расширения (КТР) исключительно близок к коэффициенту расширения меди, что предотвращает отказы сквозных отверстий (PTH) при экстремальных температурных циклах в аэрокосмической отрасли.

Производственные проблемы TMM10i: износ сверла и микротрещины. 

Для достижения диэлектрической проницаемости Dk 9.80 Роджерс обильно насыщает углеводородную смолу частицами диоксида кремния и керамики. В результате панель ведет себя не столько как пластиковая печатная плата, сколько как хрупкая керамическая пластина. Это является абсолютным узким местом в производстве радиочастотных плат TMM10i. Если на заводе применять к этому материалу стандартные параметры обработки, процент выхода годной продукции резко упадет.

Первопричина отказов переходных отверстий: микротрещины.

Керамический наполнитель в TMM10i действует как микроскопическая наждачная бумага по отношению к сверлам, используемым на станках с ЧПУ. При сверлении стандартной панели FR-4 сверло из карбида вольфрама может прослужить 2,000 отверстий, прежде чем затупится. В случае с TMM10i режущая кромка того же самого сверла изнашивается менее чем за 100 отверстий.

Если производитель попытается протолкнуть тупое сверло через этот хрупкий материал, чтобы сэкономить деньги, оно не прорежет смолу чисто. Вместо этого оно пробьет и разорвет ее. Эта тупая сила вызовет серьезные микротрещины вдоль стенок сквозных отверстий.

Эти невидимые микроскопические трещины действуют как губки, задерживая химические вещества, используемые для нанесения покрытия в процессе влажного осаждения. Когда плата впоследствии проходит через печь для оплавления припоя SMT, эти захваченные жидкие химические вещества закипают, быстро выделяют газы и буквально сдувают медное покрытие со стенок переходных отверстий. Это приводит к немедленным, неустранимым обрывам цепи.

Инженерное решение Highleap

Для предотвращения подобных сбоев специализированный завод по производству керамических печатных плат Rogers TMM10i должен внедрить строгие правила автоматизированного производства (CAM):

• Ограниченное количество попаданий: Мы придерживаемся чрезвычайно строгих графиков замены сверл, выбрасывая их, когда они отслужили значительно меньше своего срока, чтобы гарантировать остроту реза.
• Сниженная скорость вращения шпинделя: Мы значительно снижаем скорость погружения по оси Z (нагрузку на режущий инструмент) и частоту вращения шпинделя, чтобы предотвратить возникновение термических трещин в диэлектрике из-за нагрева трением.
• Алмазная фрезеровка: Стандартные фрезы с рифленой поверхностью вырывают частицы керамики, оставляя неровные края доски. Мы используем специальные алмазные фрезы, работающие с индивидуально подобранной сверхнизкой скоростью подачи, чтобы обеспечить идеально гладкий профиль.

Понимание стоимости изготовления печатной платы для вашего Rogers TMM10i

Специалисты по закупкам и инженеры по оборудованию часто задаются вопросом, почему высококерамические ламинаты имеют такую ​​высокую стоимость при производстве. Сырье — это лишь часть уравнения. Истинным фактором, определяющим стоимость изготовления печатной платы Rogers TMM10i, является экспоненциальный износ инструмента (потребуются десятки сверл и фрез на каждую панель) и невероятно медленная обработка на станках с ЧПУ, необходимая для деликатной обработки материала.

Однако TMM10i обеспечивает значительное преимущество в химической обработке, которое частично компенсирует эти затраты. В отличие от высокодиэлектрических материалов на основе ПТФЭ (таких как RO3010), TMM10i является углеводородным термореактивным полимером. Он не требует опасного травления натрием или дорогостоящей вакуумной плазменной обработки перед металлизацией. Квалифицированный китайский производитель печатных плат Rogers, использующий TMM10i, может обрабатывать эти платы на стандартных линиях химического меднения, значительно сокращая сроки выполнения заказов по сравнению с альтернативами на основе тефлона.

Обеспечение надежного производства и изготовления печатных плат с керамическим наполнителем.

В микроволновой промышленности проверка оборудования должна происходить быстро. Хотя мы предлагаем быстрое прототипирование печатных плат Rogers TMM10i, мы настоятельно не рекомендуем изготавливать платы на одном предприятии и отправлять их стороннему поставщику для сборки. TMM10i невероятно хрупкий материал; перемещение его между несколькими поставщиками значительно увеличивает риск сколов по краям и загрязнения при транспортировке.

Чтобы исключить этот риск, компания Highleap Electronics выступает в качестве единственного поставщика печатных плат Rogers TMM10i с высоким разрешением. Мы обеспечиваем плавный переход вашего проекта от нашего поставщика. специализированное высокочастотное производство печатных плат линии напрямую в наши сборка печатных плат под ключ объектов.

Как ваш надежный производитель печатных плат Rogers TMM10i, мы используем лазерную прямую визуализацию (LDI) для поддержания идеально стабильного импеданса дорожек на уровне Dk 9.80, а также применяем 3D-рентгеновский контроль (AXI) для гарантирования отсутствия пустот в теплоотводящих проводниках под мощными радиочастотными компонентами. Это гарантирует, что ваш конечный продукт будет работать именно так, как задумано.