Yüksek Hızlı FR-4 ve CAF Dirençli Tasarımlar için TUC TU-872 SLK PCB

TUC TU-872 SLK, sıradan yüksek Tg FR-4 ile daha özel düşük kayıplı laminatlar arasındaki boşluğu doldurmak için tasarlanmış, modifiye edilmiş bir epoksi FR-4 sistemidir. TUC, bu ürünü yüksek hızlı, düşük kayıplı ve yüksek frekanslı çok katmanlı devre kartları için konumlandırırken, modifiye edilmiş FR-4 işleme ile uyumluluğunu da koruyor. Malzeme ayrıca neme dayanıklılık, geliştirilmiş z ekseni genişlemesi, CAF önleyici özellik, boyutsal kararlılık ve kurşunsuz lehimleme uyumluluğunu bir araya getiriyor.

Bu kombinasyon sunucular, depolama birimleri, arka paneller, yüksek performanslı bilgi işlem, hat kartları, telekomünikasyon ekipmanları, baz istasyonları, yönlendiriciler ve seçilmiş RF kartları için geçerlidir. Genel ürün verileri, %50 reçine içeriği koşulu için 10 GHz'de tipik Dk 3.8 ve Df 0.009 değerlerini, TMA ile 190°C, DSC ile 200°C ve DMA ile 220°C Tg değerlerini ve ayrıca 50-260°C arasında %2.3 z ekseni genişlemesini listelemektedir.

TU-872 SLK, her uzun kanal için aşırı düşük kayıplı bir alternatif olarak pazarlanmamalıdır. En büyük değeri dengeli bir paket yapısında yatmaktadır: genel amaçlı FR-4'e göre daha iyi elektriksel performans, yüksek termal güvenilirlik, geniş üretim olanakları ve maliyet hassasiyeti yüksek yüksek hızlı çok katmanlı sistemler için proses uyumluluğu.

TU-872 SLK, Yüksek Hızlı FR-4'te Neleri Çözüyor?

Standart bir FR-4 levha, rota uzunluğu ve şerit hızı arttıkça kayıp sınırlamasına tabi olabilir, ancak doğrudan üstün ultra düşük kayıplı bir laminata geçmek, kanalın ihtiyaç duymadığı maliyet ve tedarik zinciri karmaşıklığını artırabilir. TU-872 SLK, daha düşük Dk/Df ve daha güçlü çevresel güvenilirlik gerektiren tasarımlar için, tanıdık FR-4 üretimine yakın kalırken ara bir seçenek sunar.

TUC, çekirdeği TU-872 SLK ve eşleşen prepreg'i TU-87P SLK olarak tanımlıyor. Bu eşleştirme önemlidir çünkü yüksek hızlı bir katman yapısında, onaylanmış bir çekirdek ile farklı dielektrik veya akış davranışına sahip belirtilmemiş bir prepreg karıştırılmamalıdır.

Bu materyalin ele aldığı tipik sorunlar

TU-872 SLK, bir projenin aşağıdaki durumlarda yardımcı olabilir:

• Standart yüksek Tg FR-4'e göre daha düşük dağıtılmış kanal kaybı;
• Dk değeri 4.0'ın altında olan kontrollü empedans;
• yüksek katman sayısına sahip termal dayanıklılık;
• Nem ve CAF performansında iyileşme sağlandı;
• Geniş cam ve bakır seçenekleri mevcuttur;
• Modifiye edilmiş FR-4 işleme ile uyumlu bir malzeme;
• Çok düşük kayıplı veya ultra düşük kayıplı ailelerin bir alt seviyesinde, maliyet/performans açısından öne çıkan bir seçenek.

Bu malzeme, kötü yönlendirmeyi, aşırı via uçlarını, pürüzlü bakırı veya süreksiz dönüş düzlemlerini düzeltmez. Katman yapısı ve yerleşim, protokol ve rota uzunluğuna göre tasarlanmaya devam edilmelidir.

Başvurular kanal talebine göre ayrılmalıdır.

TUC, uygulama alanları olarak arka panelleri, yüksek performanslı bilgi işlem (HPC), hat kartlarını, depolama birimlerini, sunucuları, telekomünikasyon cihazlarını, baz istasyonlarını, ofis yönlendiricilerini ve RF'yi listeliyor. Bu listede, elektriksel gereksinimler büyük ölçüde değişiklik gösteriyor. Kısa bir sunucu alt kartı ve uzun bir arka panel aynı kayıp varsayımını kullanmamalıdır. Tasarım ekibi, TU-872 SLK'nın yeterli olup olmadığına veya TU-872 SLK Sp veya daha düşük kayıplı bir ailenin gerekli olup olmadığına karar vermeden önce kanal zayıflamasını ölçmelidir.

Malzeme Anlık Görüntüsü

Aşağıdaki değerler TUC tarafından TU-872 SLK için yayınlanmıştır. Bunlar tipik malzeme verileridir ve üretimde kullanılan gerçek çekirdek/prepreg yapısıyla eşleştirilmelidir.

Dk ve Df, yapıya bağlıdır.

Yayınlanan 3.8/0.009 değerleri %50 reçine içeriği referans alınarak verilmiştir. Daha yüksek reçineli prepregler ve farklı cam türleri farklı etkili özelliklere sahip olabilir. Saha çözümleyicisi, seçilen yapı için sağlanan tasarım değerlerini kullanmalı ve bitmiş bakır kalınlığını ve lehim maskesi durumunu içermelidir.

Elektrik kademesi ve malzeme isimlendirmesi

“SLK” ve “SLK Sp” farklı ürünlerdir. Sp versiyonu yeni dokuma cam kullanır ve ekstra düşük Dk ve daha düşük kayıp davranışı ile konumlandırılmıştır. Alıntıda isim “TU-872” olarak kısaltılmamalıdır çünkü temel TU-872, LK, SLK ve SLK Sp varyantlarının elektriksel performansları farklıdır.

Nem Direnci, CTE ve CAF

Yüksek hızlı devre kartları genellikle yüksek yoğunluklu kartlardır ve güvenilirlik riski, ekleme kaybından ziyade nem ve aralık sorunundan kaynaklanabilir. TU-872 SLK'nın nem direnci, geliştirilmiş z ekseni genişlemesi ve CAF konumlandırması, belirli yerleşim ve işlem gereksinimleriyle bağlantılı olmalıdır.

Nem, yalıtım direncinden daha fazla değişime uğrar.

Nem, yalıtım direncini azaltabilir, kayıpları artırabilir, etkili dielektrik davranışını değiştirebilir ve lehimleme sırasında katman ayrılması riskini artırabilir. Prepreg depolama, kalıplama odasında maruz kalma, bitmiş levha ambalajı, kuru depolama ve montaj öncesi koşullandırma kontrol altında tutulmalıdır.

Üretici ve montajcı şunları tanımlamalıdır:

• Prepreg saklama sıcaklığı ve nemi;
• Raf ömrü ve yeniden test prosedürü;
• Son işlem görmüş karton kuru paketleme durumu;
• Montajdan önce maksimum zemin açıklığı;
• fırınlama tetikleyicileri ve sınırları;
• nem göstergeleri ve kurutucu madde;
• Paketin kısmen açılmasından sonraki işlem.

Yoğun via'lar etrafındaki CAF riski

CAF, nem ve elektriksel gerilim altında cam-reçine arayüzleri boyunca oluşur. Anti-CAF malzemesi hassasiyeti azaltır, ancak özellik aralığı ve temizlik belirleyici olmaya devam eder. DFM incelemesi, delik-delik aralığını, delik-bakır aralığını, voltaj farkını, cam stilini ve reçine kaplamasını incelemelidir.

Kullanım DFM, güvenilirlik kontrolleri için derlemeleri denetler. Malzeme kapasitesini halka şekline, matkap aralığına, bakır dengesine ve proses toleransına bağlamak.

Düşük CTE ve delik içi güvenilirlik

Yayınlanan %2.3'lük toplam z genişlemesi, yüksek hızlı FR-4 sınıfı bir malzeme için elverişlidir, ancak kart kalınlığı ve delik geometrisi yine de yorulmayı kontrol eder. Minimum delik duvarı bakırını belirtin, gereksiz en boy oranından kaçının ve planlanan lehimleme döngülerinden sonra temsili numuneleri test edin.

Geçmeli bağlantı elemanları için, güvenilirlik değerlendirmesine takma kuvveti ve delik toleransı da dahil edilmelidir. Mekanik yükleme, aynı kaplamalı delik gövdesinde termal yorulma ile birleşebilir.

Yığınlama ve Empedans Planlaması

Katman yapısı, gerekli kanal erişimi ve üretilebilir dielektrik yapılar dikkate alınarak seçilmelidir. TU-872 SLK, yüksek hızlı çok katmanlı yapıları destekleyebilir, ancak elektriksel modelde gerçek cam türleri, reçine içerikleri ve bakır folyo kullanılmalıdır.

Katman ataması

En kritik kanalları, sürekli referans düzlemlerine ve kontrollü dielektrik kalınlığına sahip şerit hat katmanlarına yerleştirin. Yüksek hızlı çiftleri düzlem boşluklarından, kart kenarlarından, gürültülü güç bölgelerinden ve bakır yoğunluğundaki büyük değişikliklerden uzak tutun. Dış katman mikroşerit, kısa yollar veya başlatmalar için faydalı olabilir, ancak lehim maskesine, yüzey işlemine ve çevresel değişimlere daha duyarlıdır.

Bakırın pürüzlülüğü ve folyo seçimi

0.009'luk bir Df değeri, iletken kaybı hassasiyetini ortadan kaldırmaz. Uzun yollar için düşük profilli veya ters işlem görmüş bakır gerekebilir. Folyo tipi, katman düzeni notlarında belirtilmeli ve simülasyonda kullanılan pürüzlülük modeli, üretim folyosu ve iç katman işlemine uygun olmalıdır.

Empedans salınım verileri

Kontrollü empedans tablosu şunları içermelidir:

• hedef ve tolerans;
• katman ve referans düzlemi;
• Bitmiş iz genişliği ve aralığı;
• bitmiş bakır kalınlığı;
• hedef dielektrik kalınlığı;
• Dk tasarımı, yapım aşamasında;
• Lehim maskesi varsayımı;
• Kuponun yeri ve test yöntemi.

Üretici, kalıplama işleminden önce iz telafisi önermelidir. Sadece "geçti" yazan bir üretim sonrası raporu, modellenen geometriyi ve ölçülen numune sonucunu gösteren yayınlanmış bir katman diziliminden daha az faydalıdır.

Via ve geri sondaj planlaması

Yüksek hızlı arka paneller ve hat kartları, artık uçların kontrolü için genellikle arka delme işlemine ihtiyaç duyar. Uç uzunluğunu, derinlik toleransını, çıkış sınırlarını ve doğrulamayı belirtin. Geri dönüş yolunu korumak için geri dönüş delikleri sinyal geçişlerinin yakınına yerleştirilmelidir. Kör veya gömülü delikler kullanılıyorsa, sıralı laminasyon maliyetini ve hizalamayı hesaba katın.

İmalat ve Muayene

TU-872 SLK, modifiye edilmiş FR-4 işlemleriyle uyumludur, ancak üretici laminasyon, delme, desmear, kaplama ve lehimleme için TUC işlem kılavuzunu ve kendi onaylı parametrelerini kullanmalıdır.

Katmanlama ve kalınlık kontrolü

Uygun TU-87P SLK prepreg, reçine dolgu ve presleme kalınlığı ihtiyaçlarına göre seçilmelidir. Bakır desen yoğunluğu reçine akışını etkilediğinden, katman yapısı incelemesi yerel bakır dağılımını, ağır bakırı ve geniş boşluk alanlarını içermelidir. Simetrik yapı ve dengeli bakır, eğilme ve burulmayı kontrol etmeye yardımcı olur.

Yüksek katmanlı paneller, hizalama telafisi ve kontrollü soğutma gerektirir. İlk makalede, bitmiş dielektrik kalınlıkları, toplam levha kalınlığı ve panel düzlüğü doğrulanmalıdır.

Sondaj ve temizleme

Matkap parametreleri, sertleşmiş reçine ve cam türleri için uygun olmalıdır. Alet aşınması, bulaşma, lif çıkıntısı ve pozisyon hatası, temsili mikro kesitler aracılığıyla incelenmelidir. Bulaşma giderme işlemi, aşırı reçine çekilmesine neden olmadan duvarı temizlemelidir.

Termal stres uygulandıktan sonra, delik içi bakır kalınlığı, iç katman bağlantısı ve köşe kalitesi doğrulanmalıdır. Yüksek en-boy oranlı devre kartlarında, panel merkezini temsil eden ek kaplama kontrolleri ve numune konumları gerekebilir.

Denetim planı

Sağlam bir plan şunları içerebilir:

• AOI ve elektriksel test;
• TDR empedans kuponları;
• Sıkı kanallar için ekleme kaybı veya S-parametresi kuponları;
• Deliklerden ve geri delme işlemlerinden elde edilen mikro kesitler;
• Dielektrik ve bakır ölçümleri tamamlandı;
• Eğilme/bükülme ve boyut kontrolü;
• Gerektiğinde CAF, IST veya termal döngü kanıtı sunulmalıdır.

Devre kartı PCBA olarak teslim edildiğinde, üretim kanıtlarını aşağıdakilerle hizalayın: kontrollü montaj ve denetim Bu nedenle, lehimleme ve test planı, çıplak kart yeterlilik testini geçersiz kılmaz.

TU-872 SLK ile Diğer Yüksek Hızlı FR-4 Seçenekleri Karşılaştırması

En yakın karar genellikle TU-872 SLK, TU-872 SLK Sp ve standart yüksek Tg FR-4 arasında verilir.

SLK Sp'yi ne zaman seçmelisiniz?

Tam kanal modelinin SLK'nın yeterli kayıp veya sapma payı sağlamadığını gösterdiği ve yeni cam yapısının mevcut ve nitelikli olduğu durumlarda SLK Sp'yi seçin. Dk, iz geometrisi, preslenmiş kalınlık ve boyutsal davranış değişebileceğinden, sessizce başka bir ürünle değiştirmeyin.

Teklif Talebi ve Sıkça Sorulan Sorular

TU-872 SLK laminat ve TU-87P SLK prepreg için katman sayısı, levha boyutu, bitmiş kalınlık, cam türleri, reçine içeriği, bakır profili, şerit hızı, yol uzunluğu, empedans ve kayıp limitleri, minimum delik, en boy oranı, arka delme planı, yeniden akış profili, CAF koşulları, yüzey işlemi, numune planı, IPC/UL gereksinimleri ve yıllık hacmi belirtin. Üreticiden her dielektrik için tasarım Dk değerini belirtmesini isteyin.

TU-872 SLK sıradan bir FR-4 mü?

Bu, genel amaçlı FR-4'e kıyasla daha düşük Dk/Df değerleri ve daha yüksek termal, nem, CAF ve delik içi güvenilirliği için tasarlanmış, FR-4.0 modifiye edilmiş bir epoksi malzemedir.

Df 0.009, her yüksek hızlı arka panel için yeterince düşük mü?

Hayır. Kanal erişimi, bakır pürüzlülüğü, geçiş delikleri, konektörler ve hat hızı, bu seviyenin yeterli olup olmadığını belirler.

TU-872 SLK ve SLK Sp arasındaki fark nedir?

SLK Sp, yeni nesil dokuma cam kullanır ve ekstra düşük Dk ve daha düşük kayıplı performans için konumlandırılmıştır. Ayrı bir katman yapısı ve empedans modeli gerektirir.

Standart FR-4 işleme yöntemi kullanılabilir mi?

TUC, modifiye edilmiş FR-4 işlemleriyle uyumluluğu belirtmektedir. Seçilen yapı için kesin presleme, delme ve desmear parametrelerinin yine de onaylanması gerekmektedir.

İlk makalede ne test edilmelidir?

Dielektrik kalınlığını, empedansı, kritik boyutları, kaplamalı delik kalitesini, geri delme derinliğini ve -garanti payı dar olduğunda- ekleme kaybını veya S-parametrelerini doğrulayın.

Üretici referansları

• TUC TU-872 SLK ürün sayfası ve kamuya açık veriler
• TUC TU-872 SLK Sp karşılaştırma sayfası