Dans le processus continu de développement à haute-fréquence et à haute-vitesse dans le domaine de la communication électronique, les performances et la technologie de traitement des cartes à haute-fréquence sont particulièrement critiques. La carte haute fréquence-ROGERS occupe une position importante dans les applications de circuits micro-ondes et haute-fréquence en raison de ses excellentes faibles pertes, de sa haute stabilité et de ses propriétés diélectriques exceptionnelles. Cependant, pour tirer pleinement parti des avantages des feuilles ROGERS, un réglage précis des paramètres de traitement est essentiel, ce qui affecte directement les performances électriques, la fiabilité et l'efficacité de la production du produit final.
Aperçu des caractéristiques des plaques haute fréquence ROGERS
Les cartes haute fréquence-produites par la société ROGERS couvrent plusieurs séries, chacune avec des caractéristiques uniques en raison de différents scénarios d'application et objectifs de performances.
La série RO3000 utilise un matériau composite PTFE chargé en céramique, caractérisé par une constante diélectrique extrêmement faible et une faible perte. Il convient aux scénarios d'application à haute fréquence-qui sont extrêmement sensibles à la perte de transmission du signal et ont des exigences strictes en matière de stabilité constante diélectrique, tels que les communications par satellite-haut de gamme, les systèmes radar militaires et d'autres domaines qui nécessitent une intégrité de signal extrêmement élevée.
La série RO4000, avec RO4350B comme représentant typique, appartient à la série non PTFE. Il présente les avantages d'un faible coût, d'une faible tolérance et de caractéristiques électriques stables tout en possédant de bonnes performances électriques, ce qui le rend très efficace dans des domaines tels que l'électronique grand public et les stations de base de communication qui nécessitent une production à grande échelle pour contrôler les coûts. Sa constante diélectrique est généralement d'environ 3,48 (sur la base des spécifications d'épaisseur courantes) et la valeur tangente de perte est d'environ 0,0037. Sur la base du respect de certaines performances de transmission du signal, il peut réduire efficacement les coûts de production.
La série RO5000 utilise des matériaux de remplissage en céramique d'hydrocarbures et fonctionne bien dans le traitement du signal numérique à grande vitesse et les applications micro-ondes. Par exemple, le modèle RO5880 a une constante diélectrique aussi basse que 2,2 et une meilleure stabilité, avec une valeur tangente de perte de seulement 0,0009. Il a une large gamme d'applications dans les circuits à grande vitesse-qui nécessitent une vitesse et une stabilité de transmission de signal extrêmement élevées, tels que les cartes mères à grande vitesse-et les cartes mères d'ordinateurs à haute-performances.
La série RO6000 est conçue spécifiquement pour les applications de radars automobiles et d'ondes millimétriques. Les modèles tels que le RO3006 et le RO6002 peuvent maintenir des performances stables dans des environnements électromagnétiques automobiles complexes et dans des bandes de fréquences d'ondes millimétriques, garantissant un fonctionnement précis et fiable des systèmes radar automobiles et fournissant une base matérielle solide pour la conduite autonome automobile, l'assistance à la sécurité et d'autres fonctions.
Points clés pour définir les paramètres de traitement
Paramètres de forage
Dans le processus de perçage des panneaux ROGERS, en raison des différences de propriétés des matériaux par rapport aux panneaux FR-4 traditionnels, les paramètres doivent être particulièrement prudents. En prenant comme exemple le forage mécanique, le choix du foret est crucial. D'une manière générale, des matériaux spéciaux pour les forets en alliage dur sont nécessaires pour faire face à la dureté et à la résistance à l'usure relativement élevées des plaques ROGERS. En termes de vitesse, il est généralement recommandé de la régler entre 18 000 et 25 000 tours par minute. Une faible vitesse de rotation peut facilement conduire à des défauts tels que des bavures et un délaminage au niveau du site de perçage de la planche ; Si la vitesse de rotation est trop élevée, cela peut provoquer une génération excessive de chaleur due au frottement, entraînant des températures locales élevées de la planche, provoquant des modifications des performances de la planche et même conduisant à une usure accrue et à la casse du foret. La vitesse d'avance est généralement contrôlée entre 0,08 et 0,15 mm/tour. Si la vitesse d'avance est trop rapide, elle peut également facilement provoquer des phénomènes indésirables tels que le délaminage de la planche et des parois de trous rugueuses ; Si la vitesse d'alimentation est trop lente, cela affectera sérieusement l'efficacité de la production. De plus, le nombre de plaques empilées doit être raisonnablement contrôlé, ne dépassant généralement pas 5, pour garantir la précision et la cohérence de la qualité du forage. Pour certains produits de haute précision, une technologie de perçage laser peut également être nécessaire. À l’heure actuelle, des paramètres tels que la puissance du laser, la fréquence d’impulsion et le diamètre du spot doivent être ajustés avec précision en fonction de facteurs tels que l’épaisseur de la plaque et la taille de l’ouverture. Par exemple, pour percer des micro-trous de 0,2 mm dans une plaque ROGERS de 0,5 mm d'épaisseur, la puissance du laser devra peut-être être réglée sur 5 à 8 W et la fréquence d'impulsion sur 20 à 30 kHz.
Paramètres de gravure
Le processus de gravure vise à éliminer avec précision les feuilles de cuivre indésirables et à former des motifs de circuits précis. La sélection et le contrôle de la concentration de la solution de gravure sont cruciaux. La solution de gravure couramment utilisée pour les panneaux ROGERS est une solution de gravure acide au chlorure de cuivre. Sa concentration doit généralement être maintenue entre 180 et 220 g/L. Si la concentration est trop faible, la vitesse de gravure sera lente, l'efficacité sera faible et cela peut conduire à une gravure incomplète ; Si la concentration est trop élevée, la vitesse de gravure sera trop rapide, ce qui rendra difficile le contrôle précis de la largeur et de la précision des lignes gravées et sera sujette à des problèmes tels que les espaces entre les lignes et la gravure latérale. La température de gravure est généralement contrôlée entre 45 et 55 degrés. Si la température est trop basse, la vitesse de réaction de gravure sera lente ; Une température excessive accélère non seulement l'évaporation et la décomposition de la solution de gravure, augmente les coûts de production, mais exacerbe également le phénomène de corrosion latérale. Le temps de gravure dépend de l'épaisseur de la feuille de cuivre et de la complexité du circuit, généralement entre 3 et 8 minutes. Dans le même temps, pour garantir l'uniformité de la gravure, il est nécessaire de contrôler raisonnablement la pression de pulvérisation de la solution de gravure, généralement entre 0,8 et 1,2 MPa. Si la pression est trop faible, la solution de gravure ne peut pas agir pleinement sur la surface de la plaque ; Une pression excessive peut endommager la surface de la planche.
Paramètres laminés
Le processus de laminage consiste à presser plusieurs couches de carton ROGERS et de feuille de cuivre ensemble pour former une structure de carton multicouche-solide. La température de pressage a un impact significatif sur la force de liaison et les performances de la tôle. Pour les plaques de la série RO4000, la température de compression est généralement comprise entre 180 et 200 degrés. La température est trop basse et la liaison entre les panneaux n'est pas ferme, ce qui peut provoquer un délaminage ; Une température excessive peut provoquer une solidification excessive de la résine contenue dans le panneau, ce qui rend le panneau cassant et affectant ses propriétés mécaniques et électriques. La pression de compression est généralement comprise entre 3 et 5 MPa, ce qui est insuffisant pour faire adhérer étroitement les couches ; Une pression excessive peut entraîner une épaisseur inégale de la carte, voire provoquer une déformation de la feuille de cuivre et des dommages au circuit. Le temps de compression est généralement compris entre 60 et 90 minutes. Si le temps est trop court, la liaison entre les planches risque de ne pas être suffisante ; Un temps excessif affecte non seulement l’efficacité de la production, mais peut également avoir un impact négatif sur les performances de la planche. De plus, avant le pressage, il est nécessaire de contrôler strictement la teneur en humidité du panneau, exigeant généralement une teneur en humidité inférieure à 0,1 %. Une teneur excessive en humidité peut s'évaporer pendant le processus de pressage et former des bulles à l'intérieur du panneau, affectant sérieusement la qualité du panneau.
Paramètres de traitement de surface
Il existe différentes méthodes de traitement de surface pour les panneaux ROGERS, telles que la pulvérisation d'étain, OSP, ENIG, etc. Les paramètres des différentes méthodes de traitement ont leurs propres caractéristiques. En prenant ENIG comme exemple, l'épaisseur de la couche de nickel est généralement contrôlée à 3-5 µm. La couche de nickel est trop fine pour bloquer efficacement la diffusion du cuivre, ce qui affecte l'adhérence et la résistance à la corrosion de la couche d'or ; Si la couche de nickel est trop épaisse, cela augmentera les coûts de production et pourrait conduire à de mauvaises performances de soudage. L'épaisseur de la couche d'or est généralement comprise entre 0,05 et 0,15 µm. Si la couche d’or est trop fine, elle est sujette à des problèmes tels que l’oxydation et l’usure, qui affectent la fiabilité des connexions électriques ; Une épaisseur excessive de la couche d’or peut également augmenter les coûts et affecter la mouillabilité des joints de soudure. Pendant le processus de galvanoplastie, des paramètres tels que la température, la valeur du pH et la densité de courant de la solution de placage doivent également être contrôlés avec précision. La température de la solution de placage est généralement comprise entre 45 et 55 degrés, la valeur du pH est comprise entre 4,5 et 5,5 et la densité de courant est comprise entre 0,5 et 1,5 A/dm². Des valeurs de température et de pH inappropriées peuvent affecter la qualité et l'uniformité de la couche électrolytique ; Une densité de courant excessive peut rendre le revêtement rugueux et brûlé ; La densité de courant est trop faible, la vitesse de galvanoplastie est lente et l'efficacité de la production est faible.
La corrélation entre les paramètres de traitement et les propriétés et applications des feuilles
Le réglage précis des paramètres de traitement est étroitement lié aux performances et à l'effet d'application final du panneau ROGERS. En prenant l'antenne de la station de base de communication comme exemple, si les paramètres de forage ne sont pas définis correctement, ce qui entraîne des parois de trou rugueuses et de grands écarts d'ouverture, cela affectera les performances de connexion électrique entre l'élément d'antenne et le réseau d'alimentation, provoquant ainsi une distorsion du diagramme de rayonnement de l'antenne, réduisant le gain et affectant la plage de couverture et la force du signal. Dans le processus de gravure, si la largeur et la précision de la ligne ne peuvent pas être contrôlées avec précision, des problèmes tels que des espaces entre les lignes et une érosion latérale peuvent survenir, ce qui modifiera les caractéristiques d'impédance du circuit d'antenne, entraînant une réflexion accrue du signal et une efficacité de transmission réduite. Des paramètres de stratification déraisonnables, tels que la superposition des cartes et une épaisseur inégale, peuvent affecter la stabilité mécanique globale et la cohérence des performances électriques de l'antenne. Dans des environnements extérieurs complexes, les contraintes mécaniques peuvent provoquer une rupture de ligne et une dégradation des performances. Des paramètres de traitement de surface inappropriés, tels qu'une épaisseur de couche d'or insuffisante ou défectueuse après le traitement ENIG, peuvent provoquer une défaillance de la connexion électrique de l'antenne en raison de l'oxydation, de la corrosion et d'autres problèmes lors d'une utilisation à long terme-, affectant sérieusement le fonctionnement normal des stations de base de communication.
Dans l'application du radar automobile, l'influence des paramètres de traitement des plaques ROGERS est plus critique. Le radar automobile fonctionne dans la bande de fréquences des ondes millimétriques à haute fréquence, avec des exigences extrêmement élevées en matière de précision et de stabilité de la transmission du signal. Tout léger changement dans les performances de la carte provoqué par les paramètres de traitement peut entraîner une diminution de la précision de la mesure de distance et de vitesse du radar, et même entraîner des erreurs d'appréciation, des omissions et d'autres situations, posant une menace sérieuse à la sécurité de conduite.