Os PCBs de comunicação são principalmente placas HDI. Quando projetamos camadas HDI PCB, precisamos incluir algumas informações vitais, como:

Empilhamento completo de PCB

O empilhamento de PCB é um dos fatores críticos no projeto e fabricação de PCB de telecomunicações. Como a pilha contém informações essenciais, o processo de fabricação de PCB é feito em torno da pilha. Portanto, um empilhamento completo de PCB de telecomunicações inclui as seguintes informações importantes:

Informações da camada

O empilhamento inclui informações de camada, como:

• o número de camadas de PCB
• a espessura da camada de máscara de solda
• a espessura da camada isolante entre as camadas,
• a espessura de cobre de cada camada,
• os requisitos de espessura da placa concluída.

Informações de localização do furo

Podemos usar as posições de furos passantes, furos enterrados e furos cegos para determinar o tamanho da placa PCB. Também podemos projetar o processo de fabricação de acordo com as posições dos furos enterrados, furos passantes e furos cegos conectados entre as camadas.

Informações relacionadas à impedância

A pilha deve incluir informações como o valor teórico da largura da linha de impedância e design do espaçamento entre linhas e os requisitos de valor de impedância da camada correspondente.

Informação material

Para calcular o valor de Er (constante dielétrica) do material, o medidor de PP, espessura, valor de impedância, etc., devem ser incluídos no empilhamento.

Ao projetar o empilhamento de PCB, considerando que os PCBs de telecomunicações são principalmente características de alta densidade, alta frequência, alta velocidade e alto aquecimento, precisamos selecionar os materiais da placa de circuito e otimizar o design da placa de circuito estritamente.

Características da placa de telecomunicações:

Fino

Como a placa do núcleo interno é relativamente fina, a maioria deles precisa usar um substrato revestido de cobre com espessura de 0.05 mm ou menos; além disso, a espessura de PP usada no projeto de empilhamento é relativamente fina; devemos usar 106# e material PP mais fino. As placas HDI são principalmente placas de 8 a 14 camadas, e a espessura do PCB após a fabricação geralmente é de apenas 0.6 a 0.8 mm, ou até mais fina.

Alta

A placa de telecomunicações móvel inteligente geralmente é uma placa HDI com design de interconexão de qualquer camada, o que requer uma alta capacidade de produção do processo. Uma vez que os PCBs de telecomunicações têm requisitos mais altos para transmissão de sinal. Portanto, padrões mais altos para consistência de impedância.

Denso

A alta densidade é uma característica essencial das placas HDI. A alta densidade pode encurtar a distância de transmissão do sinal, reduzir a perda causada pela capacitância e indutância, economizar consumo de energia e melhorar a vida útil da bateria do dispositivo. Quanto mais fino e denso for o projeto do circuito da PCB, menores serão os pads e o espaçamento dos dispositivos correspondentes e mais complexa será a fabricação da PCB.

De acordo com as características do PCB de telecomunicações acima, quando projetamos o PCB, precisamos considerar os seguintes fatores:

Seleção de material

resina de hidrocarboneto de material de PCB de telecomunicação

O equipamento de comunicação deve garantir alta frequência, alta velocidade, baixa perda de linha de transmissão e impedância, consistência de atraso e outras características. Os requisitos de material de PCB de telecomunicações são maiores do que os PCB comuns devido aos requisitos de alta frequência. Como a perda aumenta à medida que a frequência aumenta, devemos escolher uma chapa de alta frequência com baixa perda dielétrica Df para garantir uma velocidade de transmissão mais rápida; a constante dielétrica Dk também deve ser relativamente pequena. As folhas comumente usadas são principalmente materiais compostos de alta Tg, hidrocarbonetos, PTFE, etc. Abaixo está uma tabela de perda de transmissão e velocidade para diferentes materiais de PCB.

A seleção de materiais é uma das manifestações da habilidade do projetista de PCB. A escolha de um material adequado reduzirá os custos de produção e melhorará a qualidade e a eficiência do PCB.

Para produtos de comunicação de smartphones maduros com um ciclo relativamente curto, alto volume de produção em massa, e curto prazo de entrega. Portanto, ao selecionar materiais, deve-se considerar não apenas o atendimento aos requisitos de desempenho dos clientes, mas também fatores como aquisição de materiais e armazenamento. Podemos tentar escolher especificações comuns de CCL e PP; especialmente para PP, devemos tentar garantir a diversidade de seleção e reduzir o tipo de PP, o que é propício à versatilidade e consistência dos materiais.

Podemos projetar uma pilha comum adequada para nossos padrões de produção de fábrica (como 10 camadas de 0.6 mm, 12 camadas de 0.8 mm, etc.) materiais. Em seguida, negocie com o cliente e consulte diretamente a pilha comum padrão ao projetar o diagrama esquemático do circuito para reduzir o tempo de preparação e encurtar o tempo de entrega. A formulação de pilhas comuns padrão e a seleção de materiais comuns podem reduzir o controle de materiais e os custos de armazenamento.

Para estações base de comunicação industrial com fabricação de baixo volume, vários requisitos de material. podemos considerar o seguinte:

Material laminado folheado a cobre de menor perda

O PCB de telecomunicações 5G exigirá tecnologia de empilhamento revestido de cobre de alta velocidade, menor perda Df, menor constante dielétrica Dk, maior confiabilidade e menor tecnologia CTE. Correspondentemente, os principais componentes dos laminados revestidos de cobre são folha de cobre, resina, pano de vidro, enchimento, etc.

Material de resina de menor perda

material PCB fr4

Para atender aos requisitos de alta velocidade, o sistema tradicional de resina epóxi FR4 não pode mais atender aos requisitos, e o Dk/Df da resina CCL deve ser menor. O sistema de resina está se aproximando gradualmente da resina híbrida ou do material PTFE.

A alta velocidade e a alta frequência estão ficando cada vez mais altas, a abertura está ficando cada vez menor e a proporção do PCB será maior, o que exige que a resina laminada revestida de cobre tenha uma perda menor.

Tecnologia de folha de cobre de menor rugosidade

Os materiais CCL de alta frequência são importantes para PCBs de alta frequência, incluindo material de substrato Dk/Df, TCDk, estabilidade de espessura dielétrica e tipo de folha de cobre.

Quanto menor a rugosidade da folha de cobre, menor a perda dielétrica. A perda dielétrica da folha de cobre HVLP é significativamente menor do que a da folha de cobre RTF. Considerando o desempenho dos produtos 5G, é necessária uma folha de cobre HVLP com menor rugosidade, mas a rugosidade da folha de cobre é reduzida e a resistência ao descascamento também é reduzida. Existe também o risco de descascar linhas ou pequenas almofadas.

Tecnologia de pano de vidro de baixa perda e baixa expansão

Para atender ao design de PCB de alta velocidade e aplicação de chip de grande porte em produtos de comunicação 5G, o Dk/Df e o CTE do pano de vidro CCL de alta velocidade devem ser menores.

Se o material CTE for muito grande, defeitos como rachaduras na junta de solda ocorrerão durante a montagem e soldagem da placa de circuito impresso. Para desenvolver um empilhamento revestido de cobre de alta velocidade e baixo CTE, o CTE do pano de vidro é menor ou igual a 3.0 ppm/℃.

Para atender aos requisitos CTE acima, é necessário inovar a formulação da matéria-prima da fibra de vidro e a tecnologia do processo de desenho para preparar o tecido de vidro com CTE inferior para atender às necessidades da tecnologia de comunicação 5G ou 6G.

Estabilidade da espessura da mídia

A uniformidade e flutuação da estrutura, composição e espessura da camada dielétrica afetam o valor da impedância característica. Sob a mesma espessura da camada dielétrica, as camadas dielétricas compostas por 106, 1080, 2116 e 1035 e resina, respectivamente, apresentam valores de impedância característica diferentes.

Portanto, o valor da impedância característica de cada camada dielétrica do PCB é diferente. Na aplicação de transmissão de sinal digital de alta frequência e alta velocidade, é necessário escolher um tecido fino de fibra de vidro ou um tecido plano de fibra aberta para reduzir a flutuação do valor de impedância característica. Devemos controlar a Valor Dk de diferentes lotes de materiais dentro de uma certa faixa, e a uniformidade da espessura da camada dielétrica deve ser melhor. Certifique-se de que o valor de alteração Dk esteja dentro de 0.5.

componente PCB de telecomunicações

Laminado revestido de cobre de maior condutividade térmica

Para reduzir o valor de Df do material, podemos escolher materiais com maior condutividade térmica (TC). Para placas PCB de alta frequência 5G, devemos escolher um material de substrato relativamente fino. Ao mesmo tempo, as características do material, como alta condutividade térmica, superfície lisa da folha de cobre e baixo fator de perda, são benéficas para reduzir o aquecimento do circuito na faixa de frequência de ondas milimétricas.

Laminados revestidos de cobre de maior confiabilidade

Os produtos de comunicação 5G estão ficando menores, a densidade do PCB foi reduzida de 0.55 mm para 0.35 mm, a espessura do PCB da placa única do processo HDI aumentou de 3.0 mm para 5.0 mm e o requisito de temperatura MOT foi aumentado de 130°C a 5.0 mm. 150 ℃, o laminado revestido de cobre é necessário para ter melhor resistência ao calor e maior resistência CAF.

Compatibilidade do processo

O empilhamento projetado deve corresponder ao processo de fabricação do PCB. Devemos primeiro determinar a camada da placa de núcleo e a primeira camada de laminação de acordo com a camada do furo enterrado e, em seguida, determinar a laminação das camadas subsequentes de acordo com a camada do furo cego.

Ao mesmo tempo, de acordo com a proporção do processo de galvanoplastia de cobre (cobre de furo, a proporção de cobre para cobre de superfície) para calcular a espessura de cobre que pode ser alcançada em cada camada, para determinar a espessura da folha de cobre que precisa ser usado para laminação.

A direção horizontal (eixo X, Y) é a relação de correspondência entre a espessura do cobre (cobre base + cobre galvanizado) e a largura da linha e o espaçamento entre linhas concluído em cada camada. Haverá um melhor processo de fabricação de PCB apenas com pilhas que correspondam ao processo.

Orifício da placa de circuito impresso

impedância

Telecom PCB tem requisitos mais altos para transmissão de sinal e requisitos de consistência de impedância mais altos, especialmente para alguns controles de sinal com impedância mais alta, como impedância característica de 50Ω; os requisitos de tolerância de impedância foram reduzidos do normal ±10% para ±6%, ou seja (50±3)Ω.

Os principais fatores que influenciam a impedância são a espessura da camada dielétrica isolante, espessura do cobre, largura da linha e espaçamento entre linhas. Portanto, ao projetar um empilhamento, podemos calcular o valor da impedância de acordo com as propriedades elétricas do material, bem como a espessura do cobre e a espessura da camada isolante de cada padrão de camada.

O valor teórico da impedância é projetado para o valor mediano exigido pelo cliente, ajustando a largura e o espaçamento da linha correspondente.

Além das considerações acima ao projetar o PCB, a fim de garantir a alta confiabilidade do PCB de telecomunicações, a tecnologia madura de processamento e teste do fabricante do PCB também é inseparável.

Para produtos de comunicação 5G, os requisitos para produção e processamento de PCB são ainda maiores, especialmente para materiais de substrato de PCB, tecnologia de processamento e tratamento de superfície.

máquina de prensa de PCB de telecomunicações

À medida que a frequência de operação dos produtos de comunicação 5G aumenta, traz um novo desafio ao processo de fabricação de placas impressas. PCBs de ondas milimétricas são geralmente estruturas multicamadas, e linhas de microfita e circuitos de guia de onda coplanares aterrados geralmente estão localizados na camada mais externa da estrutura multicamada. As ondas milimétricas pertencem à faixa de frequência extremamente alta (EHF) em todo o campo de micro-ondas. Quanto maior a frequência, maior a precisão do tamanho do circuito necessário. Ao processá-los, precisamos controlar os fatores abaixo:

Requisitos de controle de aparência: As linhas de microfita em áreas críticas não podem ter animais de estimação e arranhões porque as linhas de PCB de alta frequência não transmitem sinais de pulso elétricos de alta frequência, mas sim de corrente. Os buracos, lacunas e orifícios em fios de alta frequência. defeitos etc. afetarão a transmissão, portanto, esses pequenos defeitos não são permitidos.

Controle os cantos da antena microstrip: A fim de melhorar o ganho, direção e onda estacionária da antena; para evitar que a frequência ressonante mude para altas frequências e para melhorar a margem do design da antena, deve controlar rigorosamente os cantos do patch da antena microstrip (Controle de nitidez de canto (EA). ), como ≤20um, 30um, etc.

Para produtos de alta velocidade 112G de canal único, o material laminado revestido de cobre PCB deve ter Dk e Df mais baixos, e novas tecnologias de resina, pano de vidro e folha de cobre são necessárias. O processo de PCB requer maior precisão de retro-perfuração, controle de tolerância de espessura mais rigoroso e um furo menor.

No processamento de PCB de telecomunicações 5G, devemos enfrentar as seguintes dificuldades.

1) Os chips 5G requerem um espaçamento menor entre os furos da placa de circuito impresso, o espaçamento mínimo da parede do furo é de 0.20 mm e o diâmetro mínimo do furo é de 0.15 mm. Esse layout de alta densidade desafia os materiais CCL e a tecnologia de processamento de PCB, como problemas de CAF, rachaduras entre furos aquecidos, etc.

2) furo pequeno de 0.15 mm, a proporção máxima excede 20:1, como evitar a quebra da agulha ao perfurar, melhorar a proporção do revestimento de PCB e evitar a parede do furo sem cobre, etc.

3) Empenamento da almofada: Para reduzir a perda de sinal em PCBs de alta velocidade e alta frequência, devemos usar materiais de alta velocidade, e todo o anel deve ser o menor possível, de 5.0 mil a 3.0 mil, mas o força de ligação entre a folha de cobre e a resina de materiais de alta velocidade é mais forte do que o material FR4 convencional e, em seguida, use o anel de furo pequeno. Devido ao choque de estresse térmico, os defeitos de deformação da almofada ou rachaduras na resina PP da superfície ocorrerão quando a PCB for refluída ou soldada por onda.

4) Cobre de imersão: Devido à particularidade do material da placa PCB de alta frequência, não é fácil cobrir toda a parede com cobre, causando problemas como falha no afundamento do cobre ou vazios no afundamento do cobre.

5) Controle de transferência de imagem, gravura, lacunas de linha de largura de linha e furos de areia.

6) Processo de óleo verde: controle de adesão de óleo verde e formação de espuma de óleo verde.

7) O material de alta frequência é relativamente macio, e cada processo controla estritamente os arranhões, buracos, amassados ​​e outros defeitos na superfície da placa.

Portanto, para garantir boas PCBs de telecomunicações, os seguintes processos e controle de qualidade são frequentemente usados ​​na fabricação de PCBs de alta frequência com FR4.

Processo e controle de processo:

corte: A capa protetora deve ser mantida para cortar para evitar arranhões e entalhes.

Perfuração:

1. A) Usando uma ponta de broca nova.
2. B) Placa laminada: são feitos 2 furos para placa laminada abaixo de 1.6mm. 1.6 mm ou mais, use 1 placa de perfuração.
3. C) A porta de alimentação compreende uma placa fenólica como tampa.
4. D) A velocidade de perfuração é 20% mais lenta que a placa FR4.
5. E) Se as bordas dos furos estiverem irregulares, use lixamento manual e use lixa 2000#. Não é permitida a retificação mecânica, o que pode causar alongamento e evitar que a lixa risque a superfície do cobre.

Tratamento de poros: agente formador de poros de alta frequência, deixe de molho por meia hora.

Cobre de imersão:

1. A) Antes do afundamento do cobre, confirme as marcas de desgaste da placa de moagem: 8-12mm.
2. B) A luz de fundo não pode confirmar o afundamento do cobre, então use um espelho de nove furos do Uno para verificar o efeito do cobre afundando.
3. C) A superfície do cartão é rugosa e as partículas de cobre devem ser tratadas com lixa 2000#.

Figura virada:

1. A) Antes de lixar a placa, confirme a cicatriz de desgaste: 8-12mm.
2. B) A largura da linha e a folga da linha garantem que, dentro da faixa dos requisitos de compensação MI, a largura da linha após a revelação esteja geralmente dentro de ± 0.01 mm da largura da linha do filme.
3. C) Após a revelação, o espaço entre os racks e os racks não pode ser totalmente inserido para evitar arranhões.

Imagem e eletricidade:

1. A) O clipe de controle está quebrado, a superfície da placa é áspera, furos, impressões digitais e outros problemas.
2. B) Espessura do furo: mínimo 18um, média 20um.

Gravar:

1. A) A largura da linha é ±10%.
2. B) A placa gravada não é permitida com as mãos desprotegidas e o substrato dentro da placa para evitar a contaminação da superfície do substrato e afetar a adesão do óleo verde.

Máscara de solda:

1. A) Pré-tratamento: use lavagem ácida, não moagem mecânica
2. B) Asse a placa a 85°C por 30 minutos após o pré-tratamento.
3. C) Use tinta com melhor aderência, como sol: PSR -4000, PSR -2000. Parado: 30 minutos – 1 hora.
4. D) Antes do alinhamento, verifique a placa de óleo verde com aparência ruim e desenvolva diretamente o óleo verde e reimprima-o.
5. E) Green oil post-fix: Todas as placas de alta frequência devem ser segmentadas e cozidas.

A primeira fase: 1 hora a 50°C, e a segunda fase: 1 hora a 70°C.

A terceira etapa: 100°C por 30 minutos. Quarta etapa: 120°C por 30 minutos.

Quinto estágio: 1 hora a 150°C.

Spray de estanho:

1. A) Asse a placa com uma máscara de solda antes de pulverizar a lata: 140 ℃ por 60 minutos.
2. B) Asse a placa sem máscara de solda a 110 ℃ por 60 minutos antes de pulverizar a lata e 50 ℃ * 60 minutos.
3. C) A placa deve ser pulverizada com estanho o máximo possível para evitar que a placa descasque.

lado do gongo:

1. A) Adote um programa especial e uma faca de gongo especial.
2. B) A velocidade da borda do gongo deve ser 20% menor que a do FR-4.
3. C) Usando uma nova faca de gongo, a vida útil é de 10 metros.
4. D) As rebarbas na placa traseira do gongo devem ser cuidadosamente raspadas com um bisturi para evitar danos ao substrato e à superfície do cobre.

Pacote:

1. A) Como a placa é macia e fácil de deformar, é melhor usar papelão usado para proteger os dois lados e depois aspirar a embalagem ao enviar.
2. B) A placa de prata de imersão deve ser isolada do papel sem enxofre para evitar oxidação.

Além disso, embora as matérias-primas de PCB multicamadas de alta velocidade não sejam difíceis de obter, também existem certas dificuldades na fabricação e processamento. Porque o PCB multicamada de alta velocidade tem mais camadas, mais vias e linhas, tamanho maior, camada dielétrica mais fina, mais espessa e outras características.

Geralmente, a placa única da rede de transmissão 5G ONT está acima de 220 camadas, a PCB de telecomunicações da estação base BBU está acima de 20 camadas e o backplane está acima de 40. Portanto, ao fabricar PCBs de telecomunicações, ele enfrentará os problemas de controle de impedância, alinhamento entre camadas e confiabilidade.

ont transmissão

1. a) Alinhamento entre camadas

Devido ao grande tamanho da PCB multicamada, a temperatura e a umidade da oficina causam a expansão e contração da PCB, o que traz um certo deslocamento, o que dificulta o alinhamento entre as camadas de PCB de alto nível.

1. b) produção de circuito de camada interna

Como os PCBs de telecomunicações usam principalmente TG de alta velocidade e alta frequência, camadas dielétricas finas e materiais de cobre espessos, isso traz a dificuldade de fabricar camadas internas. Além disso, a particularidade do material trará os seguintes problemas.

• A largura e o espaçamento da linha são pequenos, os circuitos abertos e curtos aumentam, os microcurtos aumentam e a taxa de passagem é baixa;
• Muitas camadas de sinal em linhas finas e a probabilidade de falha na detecção de AOI na camada interna aumenta;
• A espessura da placa do núcleo interno é fina, fácil de enrugar e causar má exposição, e é fácil enrolar a placa quando é gravada;
• A maioria das placas de ponta são placas de sistema, tamanhos de unidade grandes e o custo de sucateamento do produto acabado é relativamente alto.

c)O Encaixe de pressão

A produção de laminação de PCB multicamada é propensa a defeitos como deslizamento, delaminação, vazios de resina e resíduos de bolhas.

d) Perfuração

Os materiais especiais de PCB também aumentam a dificuldade de rugosidade da furação, rebarbas de furação e descontaminação. Além disso, o número de camadas de PCB é grande, a espessura total de cobre e a espessura da placa de PCB são grossas e a ferramenta de perfuração é fácil de quebrar;

Existem muitos BGAs densos, e o espaçamento estreito das paredes dos orifícios causa a falha do CAF; a espessura da placa PCB causa facilmente o problema de perfuração oblíqua.

A fim de garantir o alinhamento preciso entre as camadas de PCB multicamadas de alta velocidade, ele deve projetar uma estrutura de pilha razoável, considerar totalmente a resistência ao calor, a tensão suportável, a quantidade de cola e a espessura dielétrica do material e definir um procedimento de prensagem apropriado . Por outro lado, deve usar equipamentos de processamento mais avançados e seguir rigorosamente o processo de produção.

O processo de produção chave da placa PCB de alta velocidade:

Controle de alinhamento entre camadas

O controle de alinhamento entre camadas deve ser considerado de forma abrangente, como:

• O valor de compensação da camada interna
• O método de posicionamento de pressão
• Os parâmetros do processo de prensagem
• As propriedades do material

Tecnologia de circuito interno

Podemos usar uma máquina de imagem direta a laser (LDI) para melhorar a capacidade de análise gráfica; com uma máquina de exposição de alinhamento de alta precisão, a precisão do alinhamento gráfico pode ser aumentada para cerca de 15μm.

A fim de expandir a capacidade de gravação de linha, deve haver compensação adequada para a largura da linha e a almofada (ou anel de solda) no projeto de engenharia e também ter um projeto completo para a quantidade de compensação de gráficos especiais, como independentes linhas e linhas de retorno,

Projeto de estrutura laminada

Siga estes princípios básicos:

Ele deve garantir que os fabricantes de placas pré-impregnadas e principais sejam consistentes. Quando o cliente requer uma folha de alto TG, o placar e o pré-impregnado devem usar o material de alto TG correspondente.

Se o substrato da camada interna for 3OZ ou superior, podemos escolher o pré-impregnado com alto teor de resina. Suponha que o cliente não tenha requisitos especiais; a tolerância de espessura da camada dieléctrica intercalar é geralmente controlada por +/-10%.

Processo de laminação

Diferentes estruturas de produtos usam diferentes métodos de posicionamento. Podemos usar o X-RAY para verificar o desvio da camada durante a fusão ao ajustar a máquina para fazer a primeira placa. De acordo com a estrutura laminada da placa de circuito multicamada e os materiais utilizados, o procedimento de prensagem apropriado é estudado e a taxa e a curva de aquecimento ideais são definidas.

Processo de perfuração

A placa e a camada de cobre tornam-se espessas devido à superposição de cada camada, o que causará o desgaste da broca e a falha da lâmina da broca. Também ajustamos adequadamente o número de furos, a velocidade de queda e a velocidade de rotação. Meça a expansão e contração da placa com precisão e forneça coeficientes precisos;

Para resolver o problema de rebarbas de perfuração de placas de cobre grossas de alto nível, devemos usar placas de suporte de alta densidade, o número de placas empilhadas é um e o tempo de moagem da broca é controlado por 3 vezes.

A tecnologia de perfuração traseira melhora efetivamente a integridade do sinal para placas de circuito de alto nível de transmissão de dados de alta frequência, alta velocidade e em massa.

Portanto, em comparação com PCBs comuns, placas de alta frequência e PCBs de telecomunicações multicamadas de alta velocidade exigem processos técnicos mais elevados. Além de equipamentos de alta precisão, a produção em massa requer produção a longo prazo e acúmulo de experiência de processamento.