고객이 자주 사용하는 애플리케이션을 가지고 우리에게 접근할 때 대화가 가격으로 시작되는 경우는 거의 없습니다. 재료부터 시작됩니다. RF 및 마이크로파 설계에서 기판은 수동 캐리어가 아니라 회로의 일부입니다. 그렇기 때문에 이 특정 프로젝트가 우리 책상에 도착했을 때 Rogers TMM10이 이미 선택되었습니다. 진짜 질문은 우리가 사양에 맞게 정확하게 만들 수 있는지 여부였습니다.

이것은 고주파수 애플리케이션을 위한 2층, 5.1mm 두께의 TMM10 PCB를 제조한 방법과 이를 어렵게 만든 이유에 대한 이야기입니다.

고객의 요구 사항

고객은 열경화성 마이크로파 소재인 Rogers TMM10을 기반으로 제작된 양면 PCB가 필요했습니다. 완성된 보드 두께는 다음과 같이 지정되었습니다.5.1mm, 엄격한 치수 공차로±0.15mm콤팩트를 가로질러63.9mm × 48mm개요.

이 프로젝트를 특별하게 만든 것은 소재뿐만 아니라 마감에도 있었습니다. 필요한 보드솔더 마스크 및 실크스크린 없음양쪽에. 고주파 설계의 경우 이는 비용 절감 결정이 아니라 성능 결정입니다. 솔더 마스크는 임피던스를 이동시키고 튜닝을 방해할 수 있는 유전체 층을 도입합니다. 그것을 제거한다는 것은 뒤에 숨길 것이 없기 때문에 구리 표면이 완벽해야 한다는 것을 의미합니다.

응용 프로그램? 위성 통신 시스템, GPS 및 패치 안테나, 칩 테스터와 동일한 제품군에 속하는 고주파 RF 작업입니다.

엔지니어링 과제

5.1mm 두께의 보드는 표준이 아닙니다. 대부분의 양면 PCB는 밀리미터 단위로 측정됩니다. 이 정도 두께라면 여러 가지가 한꺼번에 어려워진다.

첫째, 스택업이다.보드는 2레이어 견고한 PCB로 제작되었습니다.

• 구리층 1: 35μm(1oz)

• Rogers TMM10 코어: 5.08mm(200mil)

• 구리층 2: 35μm(1oz)

5.08mm 코어는 보드의 기계적 강성과 제조 난이도의 원천입니다.

둘째, 드릴링.최소 구멍 크기0.25mm보드 두께가 5.1mm로 종횡비가 높습니다. 깊고 좁은 구멍에는 정밀한 드릴링 매개변수와 깨끗한 비아 벽이 필요합니다. 우리는스루홀 비아 13개, 모두 두께로 도금되었습니다.20μm, 블라인드 비아가 없습니다. 모든 연결은 안정적이어야 했습니다.

셋째, 좋은 기능입니다.최소한의 흔적과 공간은4/7밀. 두꺼운 세라믹 충전 열경화성 재료에서는 패널 전체에 걸쳐 일관된 에칭을 달성하는 것이 쉽지 않습니다. TMM10은 기계적으로 안정적이지만 처리 범위가 표준보다 좁습니다.FR-4.

넷째, 마무리.솔더 마스크나 실크스크린이 없어 표면 마감이 완벽해야 했습니다. 우리는 지정했다ENIG(무전해 니켈 침지 금)- 납땜과 와이어 본딩을 모두 지원하는 편평한 산화 방지 마감재입니다. ENIG는 프리미엄 선택이며, 이 보드에는 적합한 선택이었습니다.

한 가지 유리한 점은 TMM10이 무전해 도금 전에 나프탈산나트륨 처리를 필요로 하지 않는다는 것입니다. 이는 PTFE 기반 재료에서 흔히 발생하는 위험하고 시간 소모적인 단계를 제거했습니다.

우리가 그것을 구축한 방법

모든 프로젝트는 Gerber 데이터로 시작됩니다. 이 경우 고객은 미술품을 다음과 같이 제공했습니다.거버 RS-274-X형식, 업계 표준. 거기서부터 제작에 들어갔습니다.

스택업은 서류상으로는 간단했지만 실행이 까다로웠습니다. 단일 5.08mm TMM10 코어는 양쪽에 1oz 구리로 적층되어 5.1mm의 최종 두께를 생성했습니다. 재료의 열팽창 계수는 구리와 일치하므로 열 순환을 통해 치수 안정성을 유지하는 데 도움이 되며 온도 변화가 발생할 수 있는 응용 분야에 중요합니다.

다음은 드릴링이었습니다. 최소 직경 0.25mm의 13개 비아를 사용하여 깊이, 이송 속도 및 스핀들 속도를 제어하여 수지 번짐을 방지하고 깨끗한 구멍을 보장했습니다. 도금으로 인해 비아 벽이 20μm로 증가하여 두 구리 층 사이에 견고한 전기 연결이 제공되었습니다.

회로 자체는 순수 측면에서 단순했습니다.2그물—그러나 패드는 밀도가 높습니다. 보드는구성요소 26개,총 38개의 패드,스루홀 패드 21개, 그리고상단 SMT 패드 17개. 하단에는 SMT 패드가 없습니다. 레이아웃은 스루홀과 표면 실장이 혼합되어 있으며, 이는 커넥터 유형과 튜닝 구성 요소의 혼합이 필요한 RF 테스트 및 안테나 애플리케이션에서 일반적입니다.

4/7mil 트레이스를 패터닝하려면 노출과 에칭을 신중하게 제어해야 했습니다. 재료에서는 이렇게 두껍고 불균일한 구리 분포로 인해 에칭 불일치가 발생할 수 있습니다. 전체 패널에서 추적 충실도를 유지하기 위해 프로세스를 조정했습니다.

마지막으로 ENIG. 구리를 보호하는 솔더 마스크가 없기 때문에 니켈-금 증착은 균일하고 결함이 없어야 했습니다. 이것은 이와 같은 보드가 통과하거나 실패하는 지점입니다. 외관상의 은폐는 없습니다.

품질 검증

선적 전에 모든 보드는100% 전기 테스트. 이는 우리에게는 표준 관행이지만 고객이 솔더 마스크 결함이나 실크스크린 오류를 육안으로 검사할 수 없는 이와 같은 프로젝트에서는 더 중요합니다. 전기 테스트는 연속성, 절연 및 순 무결성을 확인합니다.

보드는 다음과 같이 제조되었습니다.IPC-클래스-2표준 - 전용 서비스 전자 제품의 벤치마크입니다. 신뢰성과 내구성이 뛰어나며 실험실 시연보다는 실제 작동을 위해 제작되었습니다.

결과

완성된 보드의 크기는 63.9mm × 48mm로 ±0.15mm 공차 이내였습니다. 38개의 패드에 26개의 구성 요소를 탑재하고 13개의 비아로 연결되었으며 외부 레이어의 마감 구리 무게는 1온스(1.4밀)입니다.

더 중요한 것은 고주파 애플리케이션의 전기적, 기계적 요구 사항을 충족했다는 것입니다. TMM10의 전기적 특성(10GHz에서 9.20의 유전 상수와 0.0022의 유전 상수)과 견고한 5.1mm 구조가 결합된 이 보드는 신호 무결성과 물리적 안정성이 모두 타협할 수 없는 애플리케이션에 적합합니다.

왜 TMM10인가?

해당 자료에 익숙하지 않은 독자라면 TMM10을 이해해 볼 가치가 있습니다. PTFE의 전기적 이점과 세라믹 충전 기판의 기계적 이점을 결합한 열경화성 마이크로파 소재입니다. 크리프 및 저온 흐름에 저항합니다. 이는 공정 화학 물질을 견딜 수 있습니다. 나프탈산나트륨 처리가 필요하지 않습니다. 또한 열경화성 수지를 기반으로 하기 때문에 안정적인 와이어 본딩을 지원합니다.

일반적인 응용 분야에는 칩 테스터, 유전체 편파기, 위성 통신 시스템, GPS 또는 패치 안테나가 포함됩니다. 이는 바로 이 보드가 만들어진 고주파수 환경에 적합합니다.

최종 생각

솔더 마스크나 실크스크린이 없는 5.1mm 두께의 TMM10 보드는 일반적인 빌드가 아닙니다. 이를 위해서는 올바른 재료 지식, 올바른 프로세스 제어, 안전망 없이 작업하려는 의지가 필요합니다.

고주파수 설계 작업을 하고 있고 TMM10과 같은 재료를 이해하는 제조업체가 필요한 경우 기꺼이 상담해 드리겠습니다. 보드 두께가 0.5mm이든 5.1mm이든 대화는 동일한 방식으로 시작됩니다. 바로 요구 사항입니다.

다음 고주파 PCB 프로젝트에 대해 논의하려면 당사에 문의하십시오.