Перевірка надійності високочастотних плат Rogers на циклічну температуру має суворо відповідати ексклюзивним стандартам IPC для високочастотних плат-. За допомогою стандартизованих змінних температурних випробувань стійкість до термічної втоми матеріалів, конструкцій і процесів систематично оцінюється. Основні процеси та основні вимоги такі:
Основні еталонні стандарти
Перевірка має надавати пріоритет використанню специфікацій-високочастотних плат, які охоплюють різні вимоги до рівня надійності:
IPC-6018D: Версія 2022 року стандарту високочастотної мікрохвильової друкованої плати додала вимоги щодо визначення термоциклів шарів HDI, зворотних свердлінь і мікронаскрізних отворів.
IPC-TM-650 2.6.7: Уточніть температурний діапазон, швидкість зміни температури та структуру кількості циклів для випробувань на друковану плату при термічному навантаженні.
MIL-STD-883: суворий стандарт перевірки аерокосмічного класу з вищими вимогами до кількості циклів і порогового значення відмов.
Зверніться до специфікації IPC-9701A щодо термічної втоми паяних з’єднань для відповідності та синхронно оцінюйте надійність паяних з’єднань після складання.
Розробка основних параметрів для плану тестування
У відповідь на низькі характеристики теплопровідності PTFE-підкладки з матеріалу Роджерса, параметри необхідно оптимізувати спеціально, щоб уникнути неправильної оцінки в звичайних схемах тестування FR-4:
Сценарії застосування, що відповідають діапазону температур
Споживчий/промисловий рівень: -40 градусів ~+85 градусів, що відповідає сценаріям базової станції зв’язку 5G
Рівень специфікації автомобіля: -40 градусів ~+125 градусів, сумісний із радаром міліметрових хвиль 77 ГГц і модулями ADAS.
Аерокосмічний клас: -55 градусів ~+125 градусів, що відповідає вимогам бортового/супутникового обладнання.
Контроль основних параметрів процесу
Швидкість зміни температури: суворо контролюйте в межах 10-15 градусів / хв, щоб уникнути раптових змін внутрішнього напруження PTFE підкладки через коливання температури.
Екстремальний час ізоляції: ізолюйте кінці високої та низької температури на 10-30 хвилин кожен, щоб переконатися, що внутрішня температура товстої пластини повністю рівномірна.
Тривалість циклу: промисловий рівень класу 3 вимагає більше або дорівнює 500 разів, аерокосмічний клас вимагає більше або дорівнює 1000 разів.
Багатовимірна система визначення відмов
Після завершення термічного циклу необхідна комплексна перевірка структурної цілісності та стабільності електричних характеристик
Визначення структурної несправності: перевірка металографічної секції показує, що розповсюдження мідної тріщини в отворі не перевищує 20% від поперечного-перерізу, а площа контакту наскрізної-прокладки припою залишається більшою або дорівнює 50%. SAM-сканування підтверджує відсутність нових міжшарових розшарувань або смоляних пустот.
Перевірка електричних характеристик: використовуйте аналізатор мережі, щоб повторно перевірити S-параметри, вимагаючи зміни внесених втрат менше або дорівнює 0,5 дБ/100 мм на 28 ГГц, зміщення імпедансу менше або дорівнює ± 3%, а опір ізоляції більше або дорівнює 100 М Ом (500 В постійного струму).
Ексклюзивна перевірка матеріалу Роджерса: Зосередьтеся на перевірці адгезії до стінки пор під час процесу плазмового роз’єднання, щоб уникнути передчасного розшарування під час термічного циклу через недостатню адгезію пор міді.
Оптимізація перед процесом (підвищення рівня проходження перевірки)
Цілеспрямована оптимізація конструкції перед перевіркою може значно знизити ризик відмови теплового циклу:
Прийняття симетричної багатошарової конструкції для збалансування розподілу мідної фольги та зменшення деформації та концентрації напруги під час термічного циклу.
Надавайте перевагу використанню матеріалів серії RO4000 з КТР осі Z-менше або дорівнює 46 ppm/градус, щоб зменшити різницю теплового розширення з мідною фольгою (17 ppm/градус) і знизити ризик руйнування отвору PTH.
Перед гарячим циклом виконайте тест часу розшарування T-288, щоб підтвердити, що здатність плати проти розшарування перевищує 90 хвилин, і заздалегідь відсіюйте партії з низькою термостійкістю.