Υψηλής συχνότητας υβριδική συσσώρευση: Μηχανική μιας 8 στρωτής πλακέτας με RO4350B, FR-4 και διαδοχική λαμιντοποίηση

Υψηλής συχνότητας υβριδική συσσώρευση: Μηχανική μιας 8 στρωτής πλακέτας με RO4350B, FR-4 και διαδοχική λαμιντοποίηση

Καθώς οι ασύρματες επικοινωνίες, το ραντάρ των αυτοκινήτων και τα ψηφιακά συστήματα υψηλής ταχύτητας εισέρχονται σε συχνότητες πολλών gigahertz, η επιλογή του υλικού των κυκλωτικών πλακών γίνεται κρίσιμη.Οι περιορισμοί του κόστους συχνά εμποδίζουν τη χρήση επικαλυμμάτων υψηλής απόδοσης σε ολόκληρη πολυστρωτή πλακέταΗ λύση είναι ένα υβριδικό σύστημα που συνδυάζει το RO4350B για τα υψηλής συχνότητας στρώματα με το FR-4 για τα υπόλοιπα.

Αυτό το άρθρο εξετάζει ένα εξελιγμένο σχέδιο 8 στρωμάτων που αξιοποιεί το καλύτερο από τους δύο κόσμους: χαμηλή απώλειαRO4350BΘα διερευνήσουμε επίσης τις μοναδικές ιδιότητες του RO4350B, καθώς και την εφαρμογή τυφλών οδών,Θαμμένες σωλήνες και σωλήνες που έχουν κλείσει με ρητίνη.

Σύντομη εικόνα προϊόντος: Η υβριδική πλακέτα 8 στρωμάτων

Δομή: 8 στρώσεις πολυστρωμάτων PCB

Τελειωμένο πάχος πλάκας: 1,553 mm

Βάρος χαλκού: Εσωτερικό στρώμα 1 ουγκιά, Εξωτερικό στρώμα 1 ουγκιά

Επιφανειακό φινίρισμα: ENIG (έλλειψη ηλεκτρικού νικελίου χρυσαφένιο)

Μάσκα συγκόλλησης: Πράσινο με λευκά γράμματα

Μέγεθος πίνακα: 120 mm x 30 mm = 1 κομμάτι

Δάχος χαλκού με επικάλυψη μέσω τρύπας (PTH): 25 μm (απόδοση της κλάσης 3 IPC)

Επεξεργασία των άκρων: Επεξεργασία των άκρων από μέταλλο (επεξεργασία των άκρων / τρύπες με καστέλες)

Συγκέντρωση

Εκτεταμένη εκμάθηση 1: RO4350B Λαμινίτης Ιδιότητες, παραμέτρους και επεξεργασία

Το RO4350B είναι ένα υδρογονανθρακικό κεραμικό στρώμα από τη σειρά RO4000® της Rogers Corporation, που έχει σχεδιαστεί για να παρέχει υψηλής συχνότητας απόδοση σε κόστος συμβατό με τις τυποποιημένες διαδικασίες κατασκευής FR-4.

Βασικές παραμέτρους (από το δελτίο δεδομένων της σειράς RO4000 Rogers)

Περιοχές εφαρμογής

Λόγω της σταθερότητας του Dk σε συχνότητα και θερμοκρασία και του χαμηλού συντελεστή διάσπασης, ο RO4350B χρησιμοποιείται ευρέως σε:

Ράδαρα αυτοκινήτων (77 GHz και 24 GHz)

Υποδομή 5G (μεγάλο MIMO, μικρά κύτταρα)

Συστήματα μικροκυμάτων ραδιοσυχνοτήτων (ενισχυτές ισχύος, LNA)

Ηλεκτρονικές επικοινωνίες μέσω δορυφόρου (ζώνη Ku, ζώνη Ka)

Ψηφιακό υψηλής ταχύτητας (πίσω πλάνα, εξοπλισμός δοκιμών)

Βασικά σημεία επεξεργασίας για την RO4350B

Σε αντίθεση με τα υλικά με βάση το PTFE (π.χ. σειρά RO3000), το RO4350B προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα κατασκευής:

Δεν απαιτείται εικόνα νατρίου:Το RO4350B είναι θερμοανθεκτικό υδρογονανθράκιο, όχι PTFE. Αρκούν οι τυποποιημένες διαδικασίες αποσβέσματος FR-4 (αλκαλικό περμαγγανικό) ή πλάσματος (CF4/O2).

Στρώση:Τα τυποποιημένα τρυπάνι καρβιδίου είναι συμβατά. Συνιστώμενη ταχύτητα επιφάνειας: 300-500 SFM (90-150 m/min). Φορτίο τσιπ: 0,002-0,004 ίντσες/επανάσταση. Αποφύγετε ταχύτητες > 500 SFM για να αποφευχθεί η υπερβολική φθορά του εργαλείου.Αναμενόμενη τραχύτητα τοιχώματος τρύπας: 8-25 μm.

Επεξεργασία PTH:Για τα διπλά πλάκα δεν απαιτείται κατά κανόνα απομακρύνση λόγω του υψηλού Tg (> 280 ° C). Για τα πολυστρώματα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα ενιαίο ή διπλό πέρασμα μέσω αλκαλικού υπερμαγγανίου.Ο Ρότζερς προτείνει να μην χρησιμοποιείται η ετικέτα, καθώς μπορεί να χαλαρώσει τα σωματίδια γεμιστήρα..

Διαδρομή:Χρησιμοποιήστε σπειροειδείς σπασίκλες καρβιδίου με πολλαπλές φλάουτες.

Σχετικά με την οξείδωση:Η παρατεταμένη έκθεση σε οξειδωτικά περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να αλλάξει τις διηλεκτρικές ιδιότητες υλικών με βάση υδρογονάνθρακες.

Διευρυμένη μάθηση 2: τυφλές και θαμμένες οδούς ∙ Γιατί να τις χρησιμοποιήσετε;

Σε πολύπλοκα πολυεπίπεδα PCB, όπως αυτό το 8επίπεδο, δεν χρειάζεται όλες οι τρύπες να περάσουν από όλο το πάχος.

Ορισμοί

Σε αυτό το προϊόν: 1-2 τυφλά βία και 5-6 θαμμένα βία

1-2 τυφλός δρόμος: συνδέει το στρώμα 1 (πάνω RO4350B) με το στρώμα 2 (πρώτο εσωτερικό στρώμα FR-4).Αυτό επιτρέπει σε ένα σήμα υψηλής συχνότητας να εισέλθει στην πλακέτα από το ανώτερο στρώμα και να πάει αμέσως σε ένα εσωτερικό στρώμα χωρίς να κολλήσει μέσα από ολόκληρη την στοίβα.

5-6 Buried Via: Συνδέει το στρώμα 5 με το στρώμα 6 εξ ολοκλήρου μέσα στον πυρήνα FR-4.

Γιατί να Χρησιμοποιήσετε τυφλές και θαμμένες οδούς;

Μεγαλύτερη πυκνότητα δρομολόγησης:Με την απελευθέρωση της επιφάνειας στα εξωτερικά στρώματα, οι τυφλοί σωλήνες επιτρέπουν την τοποθέτηση περισσότερων εξαρτημάτων και ίχνη.

Βελτιωμένη ακεραιότητα σήματος (SI):Η διαδρομή μέσω δημιουργεί ένα μακρύ κούτσουρο (μη χρησιμοποιημένο τμήμα του βαρέλι διαδρομής) που λειτουργεί ως διακοπή αντίστασης και αντηλία συντονισμού σε υψηλές συχνότητες.Οι τυφλοί σωλήνες εξαλείφουν ή μειώνουν σημαντικά τα κομματάκια, διατηρώντας την ποιότητα του σήματος για σήματα πολλαπλών gigabits ή RF.

Καλύτερη ακεραιότητα ισχύος (PI):Τα θαμμένα σωλήνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία συνδέσεων χαμηλής επαγωγικότητας μεταξύ της ισχύος και των επιπέδων εδάφους βαθιά μέσα στην πλακέτα, μειώνοντας τον θόρυβο.

Μειωμένος αριθμός στρωμάτων (πιθανές):Η αποτελεσματική χρήση τυφλών/θαμμένων διαδρόμων μπορεί μερικές φορές να μειώσει τον συνολικό αριθμό των στρωμάτων που απαιτούνται για ένα περίπλοκο σχήμα δρομολόγησης.

Μινιατουρισμός:Μικρότερα μεγέθη πλακιδίων είναι δυνατά με τυφλούς σωλήνες (ειδικά μικροσωλήνες που τρυπώνται με λέιζερ), επιτρέποντας τη διάσπαση συστατικών με λεπτότερη απόσταση.

Επιπρόσθετα Χαρακτηριστικά σε Αυτό το Σχέδιο

Επικεφαλίδες που είναι κλειστές με ρητίνη:Οι διάδρομοι (πιθανώς οι θαμμένοι διάδρομοι ή ορισμένοι τυφλοί διάδρομοι) γεμίζουν με ρητίνη και στη συνέχεια καλύπτονται.και βελτιώνει την αξιοπιστία στις διαδικασίες διαδοχικής λαμινοποίησης.

25 μm Χαλκός σε τρύπες (κλάση IPC 3):Αυτό υπερβαίνει την τυπική απαίτηση IPC κλάσης 2 (20 μm).Το παχύτερο χαλκό εξασφαλίζει ισχυρή αντοχή στη μηχανική και θερμική κόπωση.

Μεταλλική επιφάνεια:Η επικάλυψη με χαλκό στο περίγραμμα του πίνακα (επεξεργασία άκρων) παρέχει προστασία EMI, επιτρέπει την συγκόλληση από πίνακα σε πίνακα (καστέλωση) ή βελτιώνει τη θερμική αγωγιμότητα κατά μήκος της άκρης.

Συμπέρασμα: Ένα Υβριδικό Σχεδιασμό που Κατασκευάστηκε με Σκοπό

Αυτή η 8 στρώσεις πλακέτα αποτελεί παράδειγμα της σύγχρονης μηχανικής PCB για εφαρμογές μικτού σήματος.ο σχεδιαστής επιτυγχάνει χαμηλή απώλεια και σταθερό Dk για σήματα υψηλής συχνότητας ή ταχείας έκτασηςΟ πυρήνας FR-4 Tg180 παρέχει ένα οικονομικά αποδοτικό, μηχανικά άκαμπτο μεσαίο τμήμα για τη διανομή ισχύος και τα χαμηλής ταχύτητας σήματα.

Η χρήση 1-2 τυφλών διαδρόμων και 5-6 θαμμένων διαδρόμων αποδεικνύει τη δέσμευση για την ακεραιότητα του σήματος και την πυκνότητα δρομολόγησης,ενώ η επικάλυψη κατηγορίας 3 IPC (25 μm χαλκό) και οι διαδρόμοι που καλύπτονται με ρητίνη εξασφαλίζουν μακροχρόνια αξιοπιστίαΑυτή η υβριδική προσέγγιση είναι μια ολοένα και πιο κοινή στρατηγική στα οχηματαγωγικά ραντάρ, τις υποδομές 5G και την αεροδιαστημική τηλεμετρία, όπου η απόδοση, το κόστος και η αξιοπιστία πρέπει να ισορροπούν.