Разработка сверхвысокочастотных печатных плат для успешного производства с первого раза Часть 2

Другая, но очень распространенная проблема – это использование проектировщиками стабильных по размеру материалов, но выставление очень жестких допусков в надежде, что это избавит их от проблем, возникающих с допусками в процессе. Хотя в некоторых разработках это может быть необходимо, это увеличивает затраты и отходы. Часто использование увеличенных допусков в моделях показывает, что некоторые аспекты проекта менее чувствительны, чем можно было предположить, и некоторое послабление может серьезно улучшить способность к производству. 

Схемы с металлической стороной могут создавать сложности в смысле общей толщины платы для обработки. Устройства, которые обычно используются с высокой мощностью и высокими частотами, зачастую имеют подложку более 6 мм. Максимальная толщина для наших стандартных процессов составляет 8 мм и можем покрывать алюминием сквозные отверстия, слепые отверстия и делать поверхностное покрытие открытым алюминием.

Коэффициент теплового расширения материала (СТЕ) имеет важное значение как для конечного использования, так и для производства печатных плат. Несоответствия могут привести к перегрузкам внутри структуры, что может в свою очередь привести к изгибам; они также могут привести к перегрузкам в паяных соединениях, где коэффициент теплового расширения компонентов значительно отличается от общего коэффициента теплового расширения платы, что создает потенциал для плохой надежности в дальнейшем. Самым безопасным является использование одних и тех же материалов для всего штабеля платы, везде, где это возможно. Зачастую разработки объединяют микроволновые схемы с цифровыми логическими схемами управления, используя менее дорогой FR4 для последних, чтобы сэкономить; это может создать проблемы с СТЕ, если проекты не симметричны, а распределение коэффициента теплового расширения сбалансировано по всей плате.

Еще одним важным моментом является температура стеклования (Tg). Для FR4 она обычно составляет от 120 до 140°C. Для высококачественных микроволновых материалов температура стеклования обычно >170°C, и самые надежные устройства требуют использования материалов с высокой Tg. Это важное соображение, так как CTE, как правило, изменяется ступенчато при превышении Tg, иногда изменяясь с коэффициентом 3 или 4. Учитывая, что бессвинцовая пайка требует температур порядка 230°C, увеличение CTE выше Tg может означать повышенные нагрузки на такие элементы, как переходные сквозные отверстия, площадки и т. д., особенно в направлении z, что приводит к подъему площадки после охлаждения. Теоретически это показано на Рис. 4 (i) из нашего эскиза на Рис. 1. (ii) и увеличено на (iii) показывают фотографию в поперечном разрезе реального примера подъема площадки.