في إنتاج لوحات Rogers- ذات التردد العالي، يعد انحراف محاذاة التصفيح وانكماش المواد من العوائق الأساسية التي تحد من الإنتاجية وتؤثر على أداء التردد اللاسلكي، خاصة في هياكل Rogers+FR-4 الهجينة، حيث تزداد صعوبة التحكم في هذه المشكلة بشكل كبير.
الأسباب الأساسية للقضيتين الأساسيتين
الأسباب الجذرية الثلاثة لمشاكل التضخم والانكماش
عدم تطابق CTE: يبلغ CTE للمحور Z- لـ FR-4 العادي 50-70 جزء في المليون/درجة، بينما يمكن أن يصل CTE للمحور Z لمواد Rogers المعتمدة على PTFE إلى 200-300 جزء في المليون/درجة. يمكن أيضًا أن يصل الفرق في CTE داخل الطائرة بين RO4350B وFR-4 إلى 50 جزء في المليون/درجة. تختلف سعة الانكماش أثناء اللحام بالضغط وإعادة التدفق، مما يؤدي بشكل مباشر إلى انحراف الحجم وتركيز إجهاد الطبقات البينية والتشويه الشديد للتصفيح.
تراكم تشوه العملية: أثناء عملية الضغط، يتدفق ويتصلب راتينج الصفائح شبه المعالجة (PP)، مما يؤدي إلى ضغط في اتجاه X/Y بنسبة 0.08% -0.12%؛ بعد حفر رقائق النحاس الداخلية، يتم تحرير الضغط المتداول. عندما يكون سمك النحاس أكبر من أو يساوي 2oz، سيتم تضخيم تأثير التشوه بشكل أكبر، ويتم تجاوز انحراف اللوحة متعددة الطبقات بسهولة بعد تراكم طبقة تلو الأخرى.
تباين المواد: تتأثر ألواح التردد العالي-من روجرز باتجاه نسج الألياف الزجاجية وتدفق الراتنج، وهناك اختلافات طبيعية في معاملات التمدد والانكماش في اتجاه X/Y. يمكن أن يصل الحد الأقصى للفرق في التمدد والانكماش بين حافة اللوحة ونواة اللوحة إلى 0.03%، ولا يمكن لتعويض القياس الموحد التقليدي أن يغطي مثل هذه التشوهات غير الخطية على الإطلاق.
2. الصعوبات الأساسية في المحاذاة مغلفة
يبلغ تفاوت إزاحة الطبقة البينية للوحات العادية متعددة الطبقات- ± 75 ميكرومتر 125 ميكرومتر، بينما تتطلب اللوحات ذات التردد العالي- التحكم في حدود ± 50 ميكرومتر، وتتطلب لوحات التردد العالي-HDI العالية- حتى ± 25 ميكرومتر. يمكن أن يؤدي التمدد والانكماش غير المتزامن للمواد المختلفة، بالإضافة إلى تراكم التشوه في الهياكل متعددة-الطبقات، بسهولة إلى إزاحة نمط الطبقات البينية واختلال محاذاة الثقب، مما يؤدي في النهاية إلى تشويه إرسال الإشارة وانقطاع المعاوقة وانحراف الحفر الداخلي القصير ومشاكل الخردة الأخرى.
نظام الحلول المستهدفة
1. تحسين المواد الأولية والتكديس
تصميم التراص المتماثل: تأكد من توزيع اللوحة بأكملها بشكل متماثل حول الطبقة المركزية، وتجنب التزييف والتشوه الأحادي الجانب الناتج عن الهياكل غير المتماثلة من الجذر.
إضافة طبقة عازلة انتقالية: قم بإدخال مادة PP المملوءة بالسيراميك والمواد الانتقالية الأخرى بين Rogers وFR-4 لتسهيل انتقال تغييرات CTE، والتي يمكن أن تقلل من إجهاد الطبقات البينية بأكثر من 60%. وفي الوقت نفسه، حدد لوحًا خاصًا شبه معالج متوافقًا مع كلا الركيزتين لتحسين تأثير دمج الواجهة.
المعالجة المسبقة للمواد: قبل الضغط، يتم تجفيف ركيزة Rogers بالفراغ عند 80 درجة / 4 ساعات، بالإضافة إلى تنشيط سطح ركيزة PTFE لإزالة الرطوبة تمامًا، وتحسين الالتصاق بألواح PP، وتجنب تشوه امتصاص الرطوبة أثناء المعالجة اللاحقة.
2. تكنولوجيا التعويض الدقيق لتقلبات الأسعار
إنشاء نموذج تعويض ديناميكي: التخلي عن القياس الخطي التقليدي ذو القيمة الواحدة، وإنشاء قواعد بيانات مستقلة للتوسع والانكماش لنماذج المواد المختلفة، وسمك اللوحة، والطبقات، وتحديد معاملات التعويض بشكل مستقل في اتجاهات X/Y، وتقسيم اللوحة بأكملها إلى مناطق شبكية متعددة، مع مركز اللوحة كأصل للتعويض المتباين، والتكيف مع اختلافات التشوه بين حواف اللوحة ومركز اللوحة.
النمذجة المجزأة لسلسلة العملية: بالنسبة لآليات التشوه للعمليات الأساسية الثلاث بعد حفر الطبقة الداخلية والضغط والحفر، يتم حساب متغيرات التشوه المقابلة بشكل منفصل. يتم تضمين بيانات التمدد والانكماش لكل مرحلة في نظام التعويض المسبق لتجنب تراكم التشوه طبقة بعد طبقة.
المعايرة التكرارية لبيانات اللوحة الأولى: قم بإعداد أهداف اختبار التمدد والانكماش وحلقات محاذاة الطبقات البينية على حافة العملية الداخلية، وقم بقياس بيانات الإزاحة المستهدفة بعد الضغط على اللوحة الأولى، واستخدمها كقيمة تعويض ما قبل الإصدار لإنتاج الدُفعات اللاحقة للتكرار المستمر وتحسين دقة التعويض.
3. عملية محاذاة التصفيح عالية الدقة
ترقية نظام تحديد المواقع: بالنسبة للوحات ذات التردد العالي- التي تحتوي على أكثر من 20 طبقة، يتم استخدام طريقة تحديد موضع أربع فتحات (Pin Lam) + طريقة تحديد موضع مركبة برشام مصهورة ساخنة بدلاً من تحديد موضع الدبوس التقليدي، مع التحكم في دقة المحاذاة الأساسية ضمن ± 25 ميكرومتر.
عملية ربط التسخين والضغط خطوة بخطوة: باستخدام منحنى ارتفاع الضغط والتسخين المجزأ، يسمح قسم درجة الحرارة المنخفضة- للراتنج بالتدفق الكامل وملء الفجوات، ويكمل قسم درجة الحرارة المرتفعة-الربط والمعالجة المتقاطعة-، مع تجنب التشوه الموضعي الناجم عن التسخين السريع وفقدان التحكم في تدفق المواد اللاصقة؛ بعد اكتمال الضغط، قم بتبريده ببطء إلى درجة حرارة الغرفة تحت الضغط، ثم اضغط عليه على البارد لأكثر من ساعتين لتحرير الضغط المتبقي بين الطبقات بالكامل.
التصوير المباشر بالليزر LDI: يؤدي استبدال تعريض الفيلم التقليدي بمعدات LDI إلى التخلص تمامًا من أخطاء التمدد والانكماش للفيلم نفسه، مع دقة تعريض تبلغ ± 0.005 مم. وفي الوقت نفسه، يمكن للمعدات حساب قيم التمدد والانكماش في الوقت الفعلي-استنادًا إلى فتحات تحديد الموضع على حافة اللوحة، وإجراء تعويض التمدد التكيفي تلقائيًا على الرسومات.
4. الكشف الكامل عن العملية والتحكم في الحلقة المغلقة-.
بعد الضغط، يتم فحص التوافق بين فتحة الحفر ولوحة اللحام بنسبة 100% بواسطة معدات الأشعة السينية للتأكد من التحكم في انحراف محاذاة الطبقة البينية خلال ± 50 ميكرومتر.
قم بإجراء فحص كامل للممانعة على طبقة الإشارة الرئيسية للتحقق مما إذا كان انحراف سمك الوسط ضمن نطاق يمكن التحكم فيه وتجنب انحراف المعاوقة الناتج عن اختلال التصفيح.
قم بإجراء اختبار قوة التقشير بنسبة 100% على المنتج النهائي للتأكد من أن قوة ربط الطبقات البينية أكبر من أو تساوي 1.2 كيلو نيوتن/م، والتحقق من استقرار عملية التصفيح من منظور الموثوقية.