placa de circuito impresso de polímero de cristal líquido (LCP-PCB)
Novo material, o polímero de cristal líquido (PCL), tem vantagens sobre os materiais PCB tradicionais em suas propriedades elétricas (como constante dielétrica e dissipação.)
Nome do Projeto: Desenvolvimento da placa de circuito impresso de Polímero de Cristal Líquido (Placa de circuito impresso LCP) Tecnologia de fabricação para aplicações de alta velocidade (ITS/092/07).
Resumo do projeto: Impulsionado pela prevalência de redes locais sem fio, equipamentos de rede de telecomunicações de alta velocidade, como roteadores e servidores de última geração de 40 Gbps, e dispositivos móveis elétricos, como microprocessadores acima de 5 GHz, telefones celulares e assistentes digitais pessoais (PDAs), a demanda por frequências mais altas e taxas de transmissão de dados mais rápidas está aumentando rapidamente. Placa de circuito impresso tradicional(PCB) materiais laminados têm suas limitações para suportar essas aplicações de alta velocidade. Novo material, o polímero de cristal líquido (PCL), tem vantagens sobre os materiais PCB tradicionais em suas propriedades elétricas (como constante dielétrica e fatores de dissipação) em aplicações de alta frequência (sobre 5 Ghz), estabilidade dimensional, e resistência à absorção de umidade. No entanto, estudo de pesquisa para investigar a capacidade de fabricação do LCP (como termoplástico) é necessário para ajudar a indústria local a dominar esta tecnologia.
R&Metodologia D: LCP oferece vantagens em diversas propriedades em relação aos materiais PCB tradicionais. No entanto, ainda existem alguns problemas de fabricação que serão encontrados na fabricação de PCBs LCP. Este projeto tentará resolver dois problemas principais de processos na fabricação de LCP-PCB, ou seja, eu) a perfuração, processos de desmearing e metalização de furos; e II) o comparativamente alto fora do plano (direção z) CTE do LCP.
EU) Perfuração, processos de desmearing e metalização de furos
Como termoplástico, quando o LCP é submetido a sérias deformações mecânicas (processo de perfuração mecânica), ele responde de maneira diferente em comparação com materiais PCB tradicionais. A este respeito, a perfuração deve ser reprojetada para evitar superaquecimento, a fim de manter uma boa integridade dos furos, e minimizar a formação de manchas, especialmente para perfuração de pequenos furos. O
a mesma situação se aplica à perfuração a laser de microvias. Depois de perfurar, o furo deverá ser desmembrado e condicionado para o posterior processo de metalização. No entanto, como o LCP exibe uma forte resistência química, o método convencional de desmembramento com permanganato não é mais aplicável. A desmancha plasmática é um dos potenciais candidatos, mas é necessária modificação dos parâmetros. Este projeto irá investigar diferentes formas de remover a mancha e descobrir os meios mais eficazes e feitos sob medida para o LCP. Após desmembramento, o processo de metalização deve ser processado para produzir furos galvanizados confiáveis que sejam capazes de suportar várias tensões termomecânicas durante a produção e operação. O método de metalização será selecionado a partir do revestimento convencional de cobre sem eletrólito, metalização direta, ou vias sólidas com técnicas de plugging.
Ii) Fora do plano (direção z) Cte
Tem havido preocupação de que o LCP possa impor uma tensão séria no cobre do barril das vias dos PCBs, uma vez que possui um CTE fora do plano relativamente alto (~150ppm/oC de 30°C a 150°C) em comparação com outros materiais PCB convencionais. Existem estudos que sugerem que PCBs LCP projetados adequadamente em termos de espessura da placa, através do diâmetro, e a espessura do revestimento de cobre pode melhorar sua confiabilidade. Infelizmente, detalhes dos quais não são divulgados. Esta parte do projeto se concentrará, portanto, no estudo e no aprimoramento da confiabilidade térmica dos PCBs LCP, usando várias técnicas, como a reengenharia da disposição dos PCBs LCP., adotando as tecnologias de via sólida, melhorando a qualidade da galvanoplastia e elaborando uma nova regra de design de circuito.
Objetivos e Benefícios
Os objetivos deste projeto são:
1.Adquirir know-how técnico em perfuração, processo de desmear e metalização em LCP-PCB
processo de fabricação;
2.Para desenvolver parâmetros de projeto de PCB para melhorar a confiabilidade dos LCP-PCBs.
Entregável(s)
1.Desenvolver uma tecnologia de processamento distinta na perfuração, processo de desmearização e metalização em LCP de alta velocidade Fabricação de placas de circuito impresso;
2.Desenvolva vários parâmetros de projeto do PCB de alta velocidade usando materiais LCP para melhorar sua qualidade e confiabilidade;
3.Promover e transferir know-how e tecnologia para fabricação de PCB LCP de alta velocidade por meio de um site; e
4.Configure um banco de dados e um link de informações para oferecer suporte aos fabricantes de PCB de Hong Kong com as informações mais recentes sobre a fabricação de PCB LCP de alta velocidade.
Resumo das descobertas
As técnicas de fabricação para fabricação de PCB LCP, incluindo laminação, perfuração, desmearização e metalização, foram desenvolvidos e os problemas associados à fabricação foram resolvidos. Os parâmetros de projeto relativos à confiabilidade do PTH do LCP PCB também foram estudados.
Laminação
Como a laminação em alta temperatura é necessária para LCP, materiais de empilhamento tradicionais, como papel kraft e folhas antiaderentes, que não suporta temperaturas acima de 250° C, não são mais aplicáveis; em vez de, papel de fibra preenchido com cerâmica pode ser usado como prensa e Teflon raspado ou o lado brilhante da folha de cobre pode ser usado como filme removível. Por outro lado, fluxo de resina excessivamente alto foi observado na laminação LCP, particularmente em painéis de teste LCP com alta contagem de camadas. Para lidar com este problema, a vedação das bordas dos lay-ups foi usada para limitar o fluxo de LCP. Um laminado LCP mais fino também pode ser uma opção para ajudar a facilitar o fluxo da resina, e pode ser um tópico de estudo futuro.
Perfuração
Não houve problema na perfuração a laser LCP. No entanto, problemas foram encontrados durante a perfuração mecânica. Devido à diferença nas propriedades dos polímeros, é mais difícil evacuar cavacos de perfuração LCP em comparação com materiais PCB convencionais. Velocidade de corte e carga de cavacos, em especial este último, foram encontrados para desempenhar um papel importante na qualidade da perfuração. Uma velocidade de corte e carga de cavacos mais baixas foram necessárias para perfurar um furo com boa qualidade. Uma redução adicional da velocidade de corte e da carga de cavacos também foi necessária para furar um LCP com alta contagem de camadas e para furos menores. A perfuração pica-pau pode ser necessária para perfuração com alta contagem de camadas, a fim de melhorar a qualidade do furo.
Desmearing e metalização
O permanganato convencional pode não ser adequado para desmembramento de LCP devido à sua baixa taxa de desmembramento resultante da inércia química do LCP, e não poderia fornecer uma resistência robusta ao descascamento entre o cobre depositado e o LCP. CF4 + Desmearização com plasma de O2, que é comumente usado em desmearing de poliimida, também não é aplicável, pois tende a suavizar a superfície do LCP em vez de torná-la áspera, o que resulta em problemas de metalização após subsequente revestimento de cobre sem eletrólito. Verificou-se que o plasma N2+ H2 é eficaz na desmembramento do LCP em termos da taxa de desmembramento e do efeito no condicionamento da superfície.
Efeito dos parâmetros de projeto de PCB na confiabilidade dos PCBs LCP
O LCP tem um CTE fora do plano comparativamente alto que pode impor uma tensão maior no PTH quando ele está sujeito a condições de ciclo térmico. No entanto, já que o LCP é capaz de ser fabricado em um laminado de filme fino, isso ajuda a liberar o estresse, até certo ponto. Portanto, não há preocupação especial com os parâmetros de projeto ao projetar PCB LCP. Em outras palavras, LCP é adequado para fabricação de PCB.
Contudo, O LCP produziu alguns problemas que não foram encontrados no uso de materiais PCB convencionais, no entanto, adotando técnicas adequadas e ajustando o processo existente de acordo, a indústria é capaz de dominar este novo material para fabricar PCB LCP altamente avançado para atender aos exigentes requisitos de novas aplicações de alta velocidade.
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