السبب الجذري لـ 90% من مشكلة الاعوجاج في اللوحات عالية التردد هو عدم تناسق البنية المكدسة، وهو ما تم التحقق منه مرارًا وتكرارًا في الصناعة باعتباره إجماعًا هندسيًا.
الآلية الأساسية للتزييف الناجم عن البنية غير المتماثلة
صورة مرآة الإجهاد غير متوازنة تمامًا: هيكل المرآة للوحة عالية التردد المتمركزة على سمك اللوحة مكسور، والانكماش الحراري للمواد على كلا الجانبين غير متناسق. بعد التبريد، يتم تشكيل عزم دوران غير منتظم لدفع انحناء سطح اللوحة.
يتم تضخيم فرق CTE: يمكن أن يصل فرق CTE للمحور Z بين المواد عالية التردد مثل روجرز ورقائق النحاس إلى ثلاثة أضعاف، وسيمنع الهيكل غير المتماثل الضغط الناتج عن فرق التمدد الحراري هذا من إلغاء بعضها البعض.
تدهور سلسلة التشويه: يمكن أن يؤدي التشويه غير المتماثل أيضًا إلى سماكة طبقة غير متساوية، وانحراف مقاومة التردد العالي يتجاوز 10%، والإضرار بشكل مباشر بأداء إرسال إشارة التردد اللاسلكي.
المفهوم الخاطئ الأكثر شيوعًا لعدم التماثل في تصميم اللوحات عالية التردد
عدم تناسق المواد: يتم استخدام لوح روجرز عالي التردد للطبقة العليا، ويتم خلط FR-4 في الموضع المقابل للطبقة السفلية. الخصائص الحرارية للوسائط على كلا الجانبين غير متطابقة تمامًا.
سُمك النحاس غير المتماثل: الطبقة العلوية لها سُمك نحاسي يبلغ 1 أونصة، في حين أن الطبقة المقابلة في الأسفل لها سُمك نحاسي يبلغ 0.5 أونصة فقط. إن الفرق في إجهاد الانكماش بين رقائق النحاس على كلا الجانبين يسحب ويشوه سطح اللوحة بشكل مباشر.
التوزيع غير المتماثل للنحاس: يتم وضع النحاس الصلب على نطاق واسع على الطبقة العليا، في حين لا يوجد نحاس تقريبًا في المنطقة المقابلة للطبقة السفلية. يتجاوز الفرق في كثافة النحاس 30%، ويكون الضغط غير متوازن بشدة بعد المعالجة الحرارية.
الطبقات غير المستوية: إن فرض استخدام هياكل الطبقة الفردية لا يمكن أن يحقق ترتيبًا معكوسًا للمحور المركزي، ولا يمكنه تعويض ضغوط الطبقات البينية عند الجذر.
حل متماثل لإزالة الاعوجاج من نهاية التصميم
تماثل المرآة كامل الأبعاد: ليس فقط عدد الطبقات متماثل، ولكن الموضع المقابل للمادة العازلة، والسمك، وسمك رقائق النحاس كلها مطابقة للمرآة فيما يتعلق بالمحور المركزي للوحة.
معالجة تجانس رقائق النحاس: يتم التحكم في الفرق في تغطية رقائق النحاس بين الجانبين الأمامي والخلفي في حدود 10%، ويتم استخدام مساحة كبيرة من النحاس الصلب كشبكة لفتح النوافذ والتخلص من الضغط.
إعطاء الأولوية لبنية الطبقة الزوجية: تعتمد جميع اللوحات عالية التردد السائدة تصميم الطبقة الزوجية لتجنب المخاطر غير المتماثلة من الطبقة السفلية للهيكل.
انتقال مطابقة CTE: عندما يتم خلط وضغط TG العالي والمنخفض وأنواع مختلفة من المواد عالية التردد، فإن إدخال طبقة انتقال LCP يمتص أكثر من 80% من الضغط الحراري.
معايير التحكم في صناعة الحرب
وفقًا لمواصفات اختبار IPC-TM-650، يجب أن تكون نسبة التواء اللوحات العادية عالية التردد أقل من أو تساوي 0.5%، ويجب التحكم بشكل صارم في لوحات التردد اللاسلكي عالية الدقة في أقل من أو تساوي 0.3%، ويجب ألا تتجاوز نسبة التواء اللوحات عالية التردد من فئة السيارات 0.4% في بيئة درجة حرارة واسعة.