Технология Ventec VT-47 для производства печатных плат с использованием толстой медной пленки и многослойных конструкций.

Ventec VT-47 — это система FR-4.0 с высокой температурой стеклования (Tg) и низким коэффициентом теплового расширения (Z-CTE), предоставляющая разработчикам широкий выбор сердечника и меди для многослойных плат с высокими требованиями к теплоотводу. Компания Highleap Electronics использует VT-47 в производстве печатных плат с толстым слоем меди , где требуется больший запас по теплоотводу, чем при использовании стандартного FR-4, а конструкция может включать толстые секции, смешанную плотность меди, разъемы с запрессовкой или отдельные слои с толстым слоем меди.

VT-47 не является универсальным решением для силовых плат. Для печатных плат с большим количеством меди по-прежнему требуется достаточное количество смолы, подходящие типы стекловолокна, контролируемое травление и гальваническое покрытие, сбалансированное распределение меди и реалистичные пределы плоскостности. Материал обеспечивает надежную платформу; надежность готовой печатной платы определяется структурой слоев и производственным процессом.

Почему покупатели выбирают VT-47

Компания Ventec позиционирует VT-47 как огнестойкий материал FR-4.0 с высокой температурой стеклования (Tg), отверждаемый фенольной смолой, совместимый с бессвинцовыми материалами, обладающий низким коэффициентом расширения по оси Z, устойчивостью к CAF и широкой доступностью. В наличии имеются сердечники толщиной от 0.05 мм до 5 мм и медная фольга толщиной от 1/4 унции до 12 унций. Этот диапазон делает VT-47 привлекательным для конструкций, не соответствующих узкому стандарту «1 унция, 1.6 мм».

VT-47 конкурирует за счет гибкости конструкции и тепловой надежности, а не за счет сверхнизких потерь в ламинате. В проектах, где основными факторами, влияющими на потери на входе, следует начинать с выбора высокоскоростного материала, а не с выбора VT-47 из-за его температуры стеклования (Tg).

Толстые медные провода, толстые платы и тонкие сердечники.

Заполнение смолой – это первый вопрос, касающийся тяжелой меди.

Большие ступенчатые выступы из меди приводят к вытеснению смолы во время ламинирования. Если выбранный препрег не обеспечивает достаточной текучести и отверждения смолы, на плате может возникнуть дефицит смолы, образование пустот, плохое герметизирование или локальные колебания толщины. Компания Highleap оценивает процентное содержание меди в каждом слое, наличие изолированных медных островков, зазоры между плоскостями и тип стекловолокна, прежде чем предложить конструкцию пресса.

В руководстве по сборке композитов с большим содержанием меди объясняется, почему простое увеличение количества препрегов не является полным решением. Большее количество смолы влияет на конечную толщину, расстояние между диэлектриками, импеданс и стабильность размеров.

Коэффициент травления и расстояние между травильными камнями ограничивают возможности проектирования.

Для толстостенной меди нельзя использовать те же предположения относительно ширины линии/расстояния, что и для меди толщиной 1 унция. Необходимо проверить травление боковых стенок, ширину проводника у основания и покрытие защитной пленки припоем. В требованиях к меди следует указывать либо готовую медь, либо исходную фольгу с покрытием, поскольку эти описания при закупке не взаимозаменяемы.

Для обработки тонких стержней требуется иная стратегия.

Компания Ventec рекомендует использовать медь с обратной обработкой для очень тонких сердечников из-за их низкого профиля, отмечая при этом компромисс между прочностью на отслаивание. Тонкие сердечники могут улучшить расстояние между слоями и общую толщину, но они увеличивают сложность обработки, точность совмещения и риск повреждения. Компания Highleap подтвердит наличие и совместимость выбранного сердечника и формы меди с требованиями к расстоянию между линиями.

Инженерные решения в области препрегов и ламинирования

В спецификации VT-47 следует указать точный состав сердцевины, тип препрега, содержание смолы, номинальную толщину прессования и обработку меди. Для плат со смешанным содержанием меди рецепт прессования должен заполнять медную топографию без образования чрезмерного количества смолы или смещения толщины.

Симметрия меди и плоскостность панели

Асимметричное распределение меди и неравномерное покрытие медью создают различную усадку и напряжение на каждой стороне платы. Компания Highleap проверяет симметрию слоев, балансировку меди и ориентацию панели перед изготовлением оснастки. Приемлемость плоскостности должна соответствовать размеру платы, толщине, типу разъема и процессу сборки, а не быть скопирована с несвязанного продукта.

Хранение материалов и контроль препрегов

Состояние препрега влияет на текучесть и отверждение. Материал следует хранить и обрабатывать в соответствии с действующими требованиями производителя, с контролем номера партии и срока годности. При повторных заказах источник материала и утвержденная конструкция должны быть зафиксированы, чтобы последующее изготовление не изменило свойства смолы без инженерной проверки.

Сверление, гальванизация и контроль размеров.

Толстые доски увеличивают риск сверления и обрушения.

Небольшое готовое отверстие в толстой плате может превышать допустимое соотношение сторон, даже если сам ламинат достаточно прочный. Компания Highleap проверяет диаметр сверла, качество входа/выхода инструмента, удаление загрязнений, покрытие медью, нанесенной методом химического осаждения, и распределение рисунка при гальваническом покрытии. План приемки может включать микросрезы в репрезентативных размерах отверстий и медных областях.

Увеличение толщины медного слоя изменяет трассировку и распределение тока при гальваническом покрытии.

Большие медные плоскости могут влиять на равномерность покрытия и травление. Для обеспечения стабильности характеристик могут потребоваться корректировки в отношении краж, хищений, конструкции панели и плотности тока. Если необходимость использования меди обусловлена ​​высоким током, конструкцию также следует проверить на предмет повышения температуры проводника и контактных площадок; температура стеклования материала (Tg) не заменяет расчет токовой емкости.

Надежность изоляции — это не то же самое, что тепловая надежность.

VT-47 позиционируется с учетом сопротивления CAF, но расстояние между проводниками, влажность, напряжение смещения, чистота и повреждения от сверления по-прежнему имеют значение. Высокая температура стеклования (Tg) не должна использоваться как доказательство безопасности любой схемы подключения высоковольтного или высоковлажного оборудования.

Доказательства тепловой инерции и качества печатных плат

Для пайки толстыми медными печатными платами и другими материалами требуется больше энергии при оплавлении, волновой пайке или селективной пайке. Профиль пайки должен обеспечивать нагрев больших объемов меди, одновременно защищая компоненты и избегая чрезмерного времени пребывания при температуре выше точки плавления. Для контактных площадок и термопрокладок может потребоваться специальная стратегия пайки.

При поставке печатных плат компанией Highleap, в коммерческое предложение может входить подбор компонентов, разработка трафаретов, поверхностный монтаж (SMT), термоэлектрический монтаж (THT), селективная или волновая пайка, оптический контроль (AOI), рентгеновский контроль (для соответствующих корпусов), первичная проверка образцов и функциональное тестирование, если предоставлены методика и комплект оснастки. Эти услуги определяются проектом; их не следует предполагать, исходя только из выбора ламината.

Пример: промышленная силовая/управляющая плата из смешанной меди.

В 10-слойной плате могут использоваться внутренние силовые слои толщиной 4 унции, сигнальные слои толщиной 1 унция и внешний слой меди толщиной 2 унции. Конструкция должна обеспечивать достаточное количество диэлектрической смолы для заполнения топографии толщиной 4 унции, сохраняя при этом тонкие сигнальные диэлектрики и общую толщину в пределах допустимых значений. Компания Highleap может предложить многослойную конструкцию с использованием препрега, балансировку меди или изменение расстояния между слоями. Широкая доступность меди делает такую ​​конструкцию возможной, но конструкция пресса определяет выход годной продукции.

Сборки с запрессовкой и большим количеством соединителей

Толстые платы VT-47 часто комплектуются запрессованными или сильноточными разъемами. Необходимо определить диаметр отверстия, толщину покрытия, локальную поддержку и последовательность установки. Замена разъема или податливого контакта может изменить механические требования, даже если чертеж печатной платы остается неизменным.

Граница терморегулирования

Высокая температура стеклования (Tg) и низкий коэффициент теплового расширения (CTE) повышают тепловую надежность; они не делают FR-4 высокопроводящей подложкой. Если тепло должно быстро отводиться от устройства в корпус, следует рассмотреть медные контактные площадки, тепловые переходные отверстия, структуры с металлическим сердечником или внешний теплоотвод. В коммерческом предложении следует различать требования к токопроводящей меди и требования к теплоотводу.

Что должно содержать полное коммерческое предложение по VT-47?

В ответе следует указать количество меди в каждом слое, предлагаемую конструкцию заполнения смолой, минимальные допущения относительно элементов конструкции, план расположения отверстий/покрытия, основу для обеспечения плоскостности, включенные в стоимость проверки и допущения относительно термического процесса изготовления печатной платы. Дополнительные работы по микрофотографии, проверке качества пайки, рентгеновскому контролю или функциональному тестированию должны быть оценены отдельно, чтобы покупатель мог оценить реальный объем работ.

Риск поставок и утвержденные альтернативы

Широкая доступность, указанная в рекламе, не означает, что каждая комбинация сердечника и меди всегда есть в наличии. Для планового производства компания Highleap может подтвердить сроки поставки материалов и предложить утвержденный альтернативный вариант конструкции. Аналогичные решения должны сохранять термический класс, возможности обработки меди, характеристики пресса и документацию заказчика, а не просто слова «высокая температура стеклования».

Стоимость, альтернативные варианты и подготовка коммерческого предложения

Цена на VT-47 зависит от площади платы, использования материала, веса меди, количества слоев, сложности прессования, количества сверлений, времени нанесения покрытия, качества поверхности и требований к контролю. Высокое содержание меди может существенно влиять на стоимость за счет времени обработки и выхода годных изделий, даже при умеренной надбавке за ламинат.

Когда другой материал может быть лучше

• Для простых плат, не предъявляющих высоких требований к теплоотводу или содержанию меди, может быть достаточно FR-4 с обычной температурой стеклования (Tg).
• В тех случаях, когда программа определяется требованиями заказчика и соответствием профилю выполняемой задачи, предпочтение может отдаваться автомобилям с более низким коэффициентом теплового расширения или автомобилям с высокой надежностью.
• Материал с низкими потерями более подходит в тех случаях, когда ограничивающим фактором являются потери на вставке, а не тепловая инерция.
• Конструкция с металлическим сердечником или IMS-панелью может быть предпочтительнее, если основным требованием является теплоотдача к шасси. См. сравнение тяжелой меди и ИМС.

Контрольный список запросов предложений

• Размер и количество досок
• Количество слоев и общая толщина
• Медь послойно
• Минимальное расстояние между строками/ячейками
• Наименьшее готовое отверстие
• Зоны с прессовой посадкой или зоны с высоким током
• Чистота поверхности
• PCBA и осциллограф
• Требование к плоскостности
• Требования к сертификату и микросрезу

Часто задаваемые вопросы покупателям VT-47

Является ли VT-47 ламинатом с высоким содержанием меди?

Это высокотемпературная система FR-4.0 с широким выбором меди, способная поддерживать некоторые конструкции из толстой меди. Завершенная конструкция еще нуждается в заполнении смолой, травлении, нанесении покрытия и термической проверке.

Можно ли использовать VT-47 для меди весом 12 унций?

Компания Ventec публикует информацию о наличии меди толщиной до 12 унций, однако наличие меди не гарантирует автоматического одобрения каждой многослойной геометрии. Компания Highleap должна проверить расположение меди, расстояние между слоями, толщину платы и технологический процесс.

Является ли VT-47 материалом с низкими потерями?

Нет. Он выбирается в первую очередь из-за термической надежности, низкого расширения по оси Z и гибкости конструкции. Для жестких ограничений по потерям на высоких скоростях требуется отдельное сравнение материалов.

Как быстрее всего получить реалистичную смету?

Пришлите карту распределения меди, количество слоев, толщину, мельчайшие отверстия, объем и необходимые подтверждающие документы. Эти детали помогут избежать ошибочной оценки «цены за квадратный метр».

Основной материал: данные по ламинату/препрегу Ventec VT-47. Указанные производителем значения являются типичными; для производственных спецификаций используйте актуальную техническую документацию и утвержденную конструкцию.