Για να διασφαλιστεί η μακροπρόθεσμη σταθερή λειτουργία των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων στους -55 βαθμούς C έως 125 βαθμούς C, απαιτείται συστηματικός έλεγχος από τέσσερις βασικές διαστάσεις: επιλογή υλικού, δομικός σχεδιασμός, έλεγχος διαδικασίας και έλεγχος επαλήθευσης, που ταιριάζει με τις ευρείες απαιτήσεις θερμοκρασίας σκληρών σεναρίων όπως βιομηχανικός έλεγχος, ηλεκτρονικά αυτοκινήτων, αεροδιαστημική κ.λπ.
Επιλογή βασικού υλικού
Επιλογή υποστρώματος: Πλάκες ανθεκτικές σε υψηλές θερμοκρασίες με Tg μεγαλύτερο ή ίσο με 170 μοίρες θα πρέπει να προτιμώνται, όπως το Shengyi S1170, του οποίου ο άξονας Χ/Υ CTE είναι μικρότερος ή ίσος με 13 ppm/βαθμός, για να αποφευχθεί η μαλάκυνση και η παραμόρφωση του υποστρώματος στους 125 βαθμούς. Η σύνθετη πλακέτα άνθρακα-υδρογονοκεραμικής Rogers RO4350B μπορεί να επιλεγεί για σενάρια υψηλής συχνότητας για να εξασφαλίσει σταθερές παραμέτρους Dk/Df σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών.
Ταίριασμα βοηθητικού υλικού: Η αντίσταση συγκόλλησης χρησιμοποιεί ηλιακό μελάνι SF-600 υψηλής θερμοκρασίας, το οποίο δεν έχει αποχρωματισμό ή ξεφλούδισμα μετά από 1000 ώρες στους 150 βαθμούς. Η επιφανειακή επεξεργασία υιοθετεί τη διαδικασία χημικής εναπόθεσης νικελίου χρυσού, με στρώμα νικελίου 3-5 μ m και στρώμα χρυσού 0,1-0,2 μ m, εξισορροπώντας την αντίσταση στην οξείδωση και την αξιοπιστία των αρμών συγκόλλησης.
Επιλογή συγκόλλησης: Η συγκόλληση χωρίς μόλυβδο SnAgCu (Sn96.5Ag3.0Cu0.5) χρησιμοποιείται, με σημείο τήξης 217 μοιρών, για να καλύψει τις απαιτήσεις αντίστασης ερπυσμού των συγκολλήσεων σε μεγάλους κύκλους θερμοκρασίας και να αποφύγει το μαλάκωμα και το ράγισμα των αρμών συγκόλλησης σε υψηλές θερμοκρασίες.
Βελτιστοποίηση δομικού σχεδιασμού
Σχεδιασμός ανακούφισης θερμικής καταπόνησης: Ένα όριο θερμικής διαστολής μεγαλύτερο ή ίσο με 0,5 mm έχει δεσμευτεί στην άκρη της πλακέτας PCB και ένα αυλάκι πλάτους 0,3 mm έχει ρυθμιστεί σε βασικές περιοχές για να αποφευχθεί το ράγισμα της πλακέτας σε κύκλους θερμοκρασίας. Η ζεύξη αναλογικού σήματος υιοθετεί καμπύλη καλωδίωση για τη μείωση των σημείων συγκέντρωσης τάσης.
Ισορροπία χαλκού και βελτιστοποίηση δομής πόρων: Ελέγξτε αυστηρά την ομοιομορφία της κατανομής του χαλκού σε όλη την πλακέτα για να αποφύγετε τη στρέβλωση που προκαλείται από υπερβολικές διαφορές στο τοπικό πάχος χαλκού. Η διαμπερής οπή υιοθετεί ένα παχύρρευστο σχέδιο από χαλκό και η διάμετρος της μικροτυφλής οπής HDI ελέγχεται εντός 0,1 mm για ενίσχυση της αξονικής αντίστασης εφελκυσμού.
Διάταξη θερμικής διαχείρισης: Η περιοχή ισχύος υιοθετεί ένα σχέδιο σύνθετου χάλκινου δέρματος "πλέγμα+στερεό", σε συνδυασμό με μια θερμική μέσω συστοιχίας για ταχεία μεταφορά θερμότητας. Κατανεμημένη διάταξη των εξαρτημάτων θέρμανσης για την αποφυγή τοπικής υπερθέρμανσης που προκαλείται από τη συσσώρευση θερμότητας.
Έλεγχος διαδικασίας
Επεξεργασία συμπίεσης και οπών: ακριβής έλεγχος των παραμέτρων βαθμιδωτής συμπίεσης, ρυθμός θέρμανσης Μικρότερος ή ίσος με 2 μοίρες/λεπτό, πλήρης απελευθέρωση της εσωτερικής καταπόνησης και έλεγχος της στρέβλωσης πλακών πολλαπλών στρώσεων με περισσότερες από 20 στρώσεις κάτω από 0,5%. Βελτιστοποιήστε τη διαδικασία αφαίρεσης υπολειμμάτων διάτρησης και τραχύτητας του τοιχώματος της οπής για να εξασφαλίσετε την ομοιομορφία και την ενδιάμεση πρόσφυση της επικάλυψης χαλκού στην οπή.
Βελτιστοποίηση της διαδικασίας συγκόλλησης: Η συγκόλληση με επαναροή υιοθετεί προστασία αζώτου (περιεκτικότητα σε οξυγόνο μικρότερη από ή ίση με 500 ppm) και θέτει λογικές καμπύλες ζώνης θερμοκρασίας: ζώνη προθέρμανσης 150 μοίρες ± 10 μοίρες /60 δευτ., ζώνη σταθερής θερμοκρασίας 180 μοίρες ± 10 μοίρες /80 δευτ., τιμή αιχμής 245 μοίρες δευτερόλεπτο / 10 ± μοίρες Το πάχος της ένωσης συγκόλλησης ελέγχεται στα 0,5-3 μ m για μείωση της υπολειπόμενης τάσης.
Πλήρης ποιοτικός έλεγχος διεργασίας: Μέσω αυτόματης οπτικής επιθεώρησης AOI, ανίχνευσης κενών αρμών συγκόλλησης με ακτίνες Χ (ποσοστό κενών μικρότερο ή ίσο με 5%) και ανάλυση μικροτμημάτων, τα ελαττώματα της διαδικασίας εντοπίζονται σε όλη τη διαδικασία για την αποφυγή κρυφών δομικών κινδύνων.
Ευρεία επαλήθευση θερμοκρασίας και προστασία
Τυποποιημένες περιβαλλοντικές δοκιμές: Σύμφωνα με τα πρότυπα IPC-TM-650 2.6.7 και MIL-STD-202, ολοκληρώστε 1000 κύκλους θερμοκρασίας -55 μοίρες ~125 μοίρες, που απαιτούν ρυθμό αλλαγής αντίστασης μικρότερο ή ίσο με 5% και αντίσταση μόνωσης μεγαλύτερη ή ίση με 100M Ω μετά την ανακύκλωση. προσθέστε δοκιμή κρύου και θερμού σοκ σε ακραία σενάρια, ολοκληρώστε την εναλλαγή υψηλής και χαμηλής θερμοκρασίας μέσα σε 1 λεπτό και ελέγξτε γρήγορα για ελαττώματα θερμικής κόπωσης.
Πρόσθετη ενίσχυση προστασίας: Τα βασικά προϊόντα μπορούν να επικαλυφθούν με τριπλή βαφή με βάση τη σιλικόνη ή με εξαιρετικά λεπτή νανο επίστρωση φθορίου για την απομόνωση της υγρασίας και των διαβρωτικών μέσων, ενώ δεν παρεμποδίζεται η μετάδοση σήματος υψηλής συχνότητας. Σε σενάρια ισχυρών κραδασμών, μπορούν να προστεθούν τοπικά ράβδοι οπλισμού fr4 για περαιτέρω ενίσχυση της δομικής αντοχής στους κραδασμούς.