Flüssigkristallpolymer-Leiterplatte (lcp-platine)
Neues Material, Die Flüssigkristallpolymer (LCP), hat in seinen elektrischen Eigenschaften Vorteile gegenüber herkömmlichen PCB-Materialien (wie Dielektrizitätskonstante und Verlustleistung.)
Projektname: Entwicklung der Flüssigkristallpolymer-Leiterplatte (LCP-Platine) Fertigungstechnologie für Hochgeschwindigkeitsanwendungen (ITS/092/07).
Projektzusammenfassung: Angetrieben durch die Verbreitung drahtloser lokaler Netzwerke, Hochgeschwindigkeits-Telekommunikationsnetzwerkgeräte wie 40-Gbit/s-High-End-Router und -Server, und elektrische mobile Geräte wie Mikroprozessoren über 5 GHz, Mobiltelefone und persönliche digitale Assistenten (PDAs), Die Nachfrage nach höheren Frequenzen und schnelleren Datenübertragungsraten steigt rasant. Traditionelle Leiterplatte(Leiterplatte) Laminatmaterialien haben ihre Grenzen, um diese Hochgeschwindigkeitsanwendungen zu unterstützen. Neues Material, das Flüssigkristallpolymer (LCP), hat in seinen elektrischen Eigenschaften Vorteile gegenüber herkömmlichen PCB-Materialien (wie Dielektrizitätskonstante und Verlustfaktoren) in Hochfrequenzanwendungen (über 5 GHz), Dimensionsstabilität, und Beständigkeit gegen Feuchtigkeitsaufnahme. Jedoch, Forschungsstudie zur Untersuchung der Herstellbarkeit von LCP (als Thermoplast) ist erforderlich, um der lokalen Industrie bei der Beherrschung dieser Technologie zu helfen.
R&D-Methodik: LCP bietet in einer Reihe von Eigenschaften Vorteile gegenüber herkömmlichen PCB-Materialien. Jedoch, Bei der Herstellung von LCP-Leiterplatten treten immer noch einige Herstellbarkeitsprobleme auf. Dieses Projekt wird versuchen, zwei große Prozessprobleme bei der LCP-PCB-Herstellung zu lösen, nämlich ich) das Bohren, Desmearing- und Lochmetallisierungsverfahren; und II) die vergleichsweise hohe Out-of-Plane (Z-Richtung) CTE des LCP.
ICH) Bohren, Desmearing- und Lochmetallisierungsverfahren
Als Thermoplast, wenn LCP einer starken mechanischen Verformung ausgesetzt ist (mechanischer Bohrvorgang), Im Vergleich zu herkömmlichen PCB-Materialien reagiert es anders. Diesbezüglich, Das Bohren sollte überarbeitet werden, um eine Überhitzung zu vermeiden und eine gute Integrität der Löcher zu gewährleisten, und minimieren Sie die Schlierenbildung, speziell zum Bohren kleiner Löcher. Der
Gleiches gilt für das Laserbohren von Microvias. Nach dem Bohren, Das Loch sollte entschmiert und für den anschließenden Metallisierungsprozess konditioniert werden. Jedoch, da das LCP eine starke chemische Beständigkeit aufweist, die herkömmliche Permanganat-Entschmierungsmethode ist nicht mehr anwendbar. Plasma-Desmearing ist einer der potenziellen Kandidaten, es ist jedoch eine Änderung der Parameter erforderlich. In diesem Projekt werden verschiedene Möglichkeiten zur Entfernung des Abstrichs untersucht und das wirksamste Mittel ermittelt und für das LCP maßgeschneidert. Nach dem Entschmieren, Der Metallisierungsprozess sollte so verarbeitet werden, dass zuverlässige galvanisierte Löcher entstehen, die verschiedenen thermomechanischen Belastungen während der Produktion und des Betriebs standhalten können. Als Metallisierungsmethode wird die herkömmliche stromlose Verkupferung gewählt, direkte Metallisierung, oder Solid-Vias mit Stecktechnik.
II) Außerhalb des Flugzeugs (Z-Richtung) CTE
Es besteht die Befürchtung, dass das LCP eine erhebliche Belastung für das Kupfergehäuse der PCB-Durchkontaktierungen darstellen könnte, da es einen relativ hohen CTE außerhalb der Ebene aufweist (~150 ppm/oC von 30 °C bis 150 °C) im Vergleich zu anderen herkömmlichen PCB-Materialien. Es gibt Studien, die darauf hinweisen, dass LCP-Leiterplatten hinsichtlich der Plattendicke richtig ausgelegt sind, Via-Durchmesser, und die Dicke der Kupferbeschichtung kann ihre Zuverlässigkeit verbessern. Bedauerlicherweise, Einzelheiten hierzu werden nicht bekannt gegeben. Dieser Teil des Projekts wird sich daher auf die Untersuchung und Verbesserung der thermischen Zuverlässigkeit von LCP-Leiterplatten konzentrieren, indem verschiedene Techniken eingesetzt werden, beispielsweise die Neugestaltung des Aufbaus von LCP-Leiterplatten, Übernahme der Solid-Via-Technologien, Verbesserung der Galvanisierungsqualität und Entwicklung einer neuen Schaltungsentwurfsregel.
Ziele und Vorteile
Die Ziele dieses Projekts sind:
1.Technisches Know-how im Bohren erwerben, Desmear- und Metallisierungsprozess in LCP-PCB
Herstellungsprozess;
2.Entwicklung von PCB-Designparametern zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von LCP-PCBs.
Lieferbar(S)
1.Entwickeln Sie eine besondere Verarbeitungstechnologie im Bohrbereich, Desmearing- und Metallisierungsprozess im Hochgeschwindigkeits-LCP Leiterplattenherstellung;
2.Entwickeln Sie verschiedene Designparameter des Hochgeschwindigkeits-Leiterplatten mit LCP-Materialien um ihre Qualität und Zuverlässigkeit zu verbessern;
3.Fördern und übertragen Sie das Know-how und die Technologie für die Hochgeschwindigkeits-LCP-Leiterplattenfertigung über eine Website; Und
4.Richten Sie eine Datenbank und einen Informationslink ein, um Leiterplattenhersteller in Hongkong mit den neuesten Informationen zur Hochgeschwindigkeits-LCP-Leiterplattenfertigung zu unterstützen.
Zusammenfassung der Ergebnisse
Die Fertigungstechniken zur Herstellung von LCP-Leiterplatten, einschließlich Laminierung, Bohren, Entschmierung und Metallisierung, wurden entwickelt und die mit der Herstellung verbundenen Probleme wurden angegangen. Die Designparameter bezüglich der PTH-Zuverlässigkeit von LCP-PCB wurden ebenfalls untersucht.
Laminierung
Da für LCP eine Hochtemperatur-Laminierung erforderlich ist, herkömmliche Stapelmaterialien wie Kraftpapier und Trennfolie, die Temperaturen über 250° C nicht standhalten, gelten nicht mehr; stattdessen, Als Presspolster kann mit Keramik gefülltes Faserpapier verwendet werden und als Trennfolie kann geschältes Teflon oder die glänzende Seite einer Kupferfolie verwendet werden. Auf der anderen Seite, Beim Laminieren von LCP wurde ein übermäßig hoher Harzfluss beobachtet, insbesondere bei LCP-Testplatten mit hoher Schichtzahl. Um dieses Problem zu bewältigen, Die Kantenversiegelung der Lay-ups wurde verwendet, um den LCP-Fluss zu begrenzen. Ein dünneres LCP-Laminat könnte ebenfalls eine Option sein, um den Harzfluss zu erleichtern, und kann ein zukünftiges Studienthema sein.
Bohren
Beim Laserbohren von LCP gab es keine Probleme. Jedoch, Beim maschinellen Bohren traten Probleme auf. Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften der Polymere, Im Vergleich zu herkömmlichen PCB-Materialien ist es schwieriger, LCP-Bohrspäne abzutransportieren. Schnittgeschwindigkeit und Spanlast, insbesondere Letzteres, Es wurde festgestellt, dass sie eine wichtige Rolle für die Bohrqualität spielen. Um ein Loch mit guter Qualität zu bohren, waren eine geringere Schnittgeschwindigkeit und Spanlast erforderlich. Eine weitere Senkung der Schnittgeschwindigkeit und der Spanlast war auch für das Bohren eines LCP mit hoher Schichtzahl und für kleinere Löcher erforderlich. Beim Bohren mit hoher Schichtanzahl kann ein Tiefbohren erforderlich sein, um die Lochqualität zu verbessern.
Entschmierung und Metallisierung
Herkömmliches Permanganat ist möglicherweise nicht für die Entschmierung von LCP geeignet, da die Entschmierungsrate aufgrund der chemischen Inertheit von LCP gering ist, und konnte keine robuste Schälfestigkeit zwischen dem abgeschiedenen Kupfer und LCP bereitstellen. CF4 + O2-Plasma-Entschmierung, welches häufig bei der Polyimid-Entschmierung verwendet wird, ist ebenfalls nicht anwendbar, da es die LCP-Oberfläche eher glättet als aufraut, was nach der anschließenden stromlosen Verkupferung zu Metallisierungsproblemen führt. N2+ H2-Plasma erwies sich hinsichtlich der Entschmierungsrate und der Wirkung auf die Oberflächenkonditionierung als wirksam bei der Entfernung von LCP.
Einfluss von PCB-Designparametern auf die Zuverlässigkeit von LCP-PCBs
LCP weist einen vergleichsweise hohen WAK außerhalb der Ebene auf, was zu einer höheren Belastung des PTH führen kann, wenn es thermischen Wechselbedingungen ausgesetzt ist. Jedoch, da LCP zu einem Dünnschichtlaminat verarbeitet werden kann, Dies hilft, den Stress abzubauen, bis zu einem gewissen Grad. Daher gibt es beim Entwurf von LCP-Leiterplatten keine besonderen Bedenken hinsichtlich der Designparameter. Mit anderen Worten, LCP ist für die Leiterplattenfertigung geeignet.
Insgesamt, LCP hat zu einigen Problemen geführt, die bei der Verwendung herkömmlicher PCB-Materialien nicht aufgetreten sind, Jedoch, durch die Einführung geeigneter Techniken und die entsprechende Anpassung bestehender Prozesse, Die Industrie ist in der Lage, dieses neue Material zu beherrschen, um hochmoderne LCP-Leiterplatten herzustellen, die den anspruchsvollen Anforderungen neuer Hochgeschwindigkeitsanwendungen gerecht werden.
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