• 正文
    • 一、雙面PCB的物理架構(gòu)演進
    • 二、高頻信號傳輸?shù)墓こ虡O限
    • 三、熱力學行為的場仿真分析
    • 四、先進制造工藝解析
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別錯過 健翔升解析雙面 PCB 工程特性與技術(shù)實現(xiàn)路徑 上

04/11 11:11
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一、雙面PCB的物理架構(gòu)演進

1.1 層壓工藝的微觀結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代雙面PCB采用動態(tài)壓合工藝,以Isola 370HR材料為例,其玻璃纖維布采用1080型編織結(jié)構(gòu),經(jīng)緯紗密度為60±5根/inch。通過掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn),樹脂滲透深度達到單絲直徑的83%,較傳統(tǒng)工藝提升19%(IPC-TM-650 2.3.17標準)。

1.2 銅箔粗糙度控制

對比不同銅箔處理工藝對信號損耗的影響:

銅箔類型 Rz(μm) 10GHz插損(dB/cm)
STD 5.2 0.85
RTF 3.8 0.72
HVLP 2.1 0.61

1.3 機械強度參數(shù)

根據(jù)JIS C 6481標準,1.6mm雙面板典型參數(shù):

彎曲強度:≥400MPa

剝離強度:1.4N/mm(常態(tài))/1.0N/mm(熱應(yīng)力后)

電弧性:≥180s(DC500V)

二、高頻信號傳輸?shù)墓こ虡O限

2.1 傳輸線模型優(yōu)化

在FR4基板上,當線寬W=0.2mm、介質(zhì)厚度H=0.3mm時:

代入ε_r=4.5,T=0.035mm,計算的特性阻抗50.3Ω,與實測值偏差<3%。

2.2 過孔效應(yīng)量化分析

直徑0.3mm的機械鉆孔過孔6GHz頻段:

寄生電感0.18nH

寄生電容0.25pF

諧振頻率:18.7GHz

采用激光盲孔技術(shù)可使阻抗波動降低至±5%以內(nèi)。

2.3 介質(zhì)損耗補償方案

5G通信模塊實測數(shù)據(jù):

頻率 原始插損 補償后插損 技術(shù)手段
3GHz 0.32dB/cm 0.28dB/cm 低粗糙度銅箔
10GHz 1.05dB/cm 0.89dB/cm 混壓PTFE材料
28GHz 3.2dB/cm 2.7dB/cm 空氣腔微帶結(jié)構(gòu)

三、熱力學行為的場仿真分析

3.1 穩(wěn)態(tài)熱分布建模

使用ANSYS Icepak對15W功率器件進行仿真:

無散熱措施:熱點溫度128℃

添加2×2cm2散熱銅區(qū):降至97℃

配合陣列過孔(φ0.2mm/間距0.5mm):進一步降至82℃

3.2 瞬態(tài)熱沖擊響應(yīng)

根據(jù)MIL-STD-883G Method 1011.9標準:

溫度循環(huán)范圍:-55℃~125℃

銅層與基材CTE失配率:17ppm/℃(XY方向)/50ppm/℃(Z方向)

500次循環(huán)后孔壁裂紋擴展量<5μm(SEM檢測)

四、先進制造工藝解析

4.1 圖形轉(zhuǎn)移精度控制

不同曝光工藝對比:

工藝類型 最小線寬 位置精度 產(chǎn)能
傳統(tǒng)濕膜 75μm ±15μm 120面/h
LDI直接成像 35μm ±5μm 80面/h
納米壓印 12μm ±2μm 50面/h

4.2 表面處理工藝選擇

對比常見工藝特性:

工藝 厚度(μm) 可焊性 成本指數(shù) 適用場景
HASL 15-25 ★★★☆ 1.0 消費電子
ENIG 0.05-0.2 ★★★★ 2.3 BGA封裝
OSP 0.2-0.5 ★★☆☆ 0.8 短期存儲產(chǎn)品
沉銀 0.1-0.3 ★★★☆ 1.5 高頻電路

請期待下半章的內(nèi)容!

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