90% augstfrekvences plākšņu deformācijas problēmas galvenais cēlonis ir sakrautās struktūras asimetrija, kas vairākkārt ir pārbaudīta nozarē kā inženieru vienprātība.
Asimetriskas struktūras izraisītas deformācijas galvenais mehānisms
Sprieguma spoguļattēls ir pilnīgi nelīdzsvarots: augstfrekvences plāksnes spoguļa struktūra, kuras centrā ir plāksnes biezums, ir salauzta, un materiālu termiskā saraušanās abās pusēs ir nekonsekventa. Pēc atdzesēšanas tiek izveidots nevienmērīgs griezes moments, lai vadītu plāksnes virsmas lieces.
CTE atšķirība ir pastiprināta: Z-ass CTE atšķirība starp augstfrekvences materiāliem, piemēram, Rodžersu un vara foliju, var sasniegt trīs reizes, un asimetriskā struktūra neļaus šīs termiskās izplešanās atšķirības radītajam spriegumam novērst viens otru.
Ķēdes deformācijas pasliktināšanās: asimetriskā deformācija var vēl vairāk izraisīt nevienmērīgu slāņa biezumu, augstfrekvences pretestības novirzi, kas pārsniedz 10%, un tieši sabojāt RF signāla pārraides veiktspēju.
Visizplatītākais asimetrijas nepareizs priekšstats augstfrekvences dēļu dizainā
Materiāla asimetrija: augšējam slānim tiek izmantota Rodžersa augstfrekvences plāksne, un FR-4 tiek sajaukts attiecīgajā apakšējā slāņa pozīcijā. Apdrukājamo materiālu termiskās īpašības abās pusēs pilnībā neatbilst.
Asimetrisks vara biezums: augšējā slānī vara biezums ir 1 unce, savukārt atbilstošajā apakšējā slānī vara biezums ir tikai 0,5 unces. Rukuma sprieguma atšķirība starp vara folijām abās pusēs tieši velk un deformē dēļa virsmu.
Asimetrisks vara sadalījums: cietais varš ir plaši uzklāts uz augšējā slāņa, savukārt apakšējā slāņa attiecīgajā zonā vara gandrīz nav. Vara blīvuma atšķirība pārsniedz 30%, un spriegums pēc termiskās apstrādes ir stipri nelīdzsvarots.
Nevienmērīgi pāra slāņi: piespiežot izmantot nepāra slāņu struktūras, nevar panākt centrālās ass atspoguļotu izvietojumu, kā arī nevar kompensēt starpslāņu spriegumus saknē.
Simetrisks risinājums, lai novērstu deformāciju no dizaina gala
Pilna izmēra spoguļa simetrija: ne tikai slāņu skaits ir simetrisks, bet arī atbilstošā dielektriskā materiāla pozīcija, biezums un vara folijas biezums ir spoguļattēls attiecībā pret dēļa centrālo asi.
Vara folijas homogenizācijas apstrāde: Vara folijas pārklājuma atšķirība starp priekšējo un aizmugurējo pusi tiek kontrolēta 10% robežās, un liela cieta vara platība tiek izmantota kā režģis, lai atvērtu logus un atbrīvotu stresu.
Prioritāte vienmērīga slāņa struktūrai: Visām galvenajām augstfrekvences plāksnēm ir vienmērīga slāņa dizains, lai izvairītos no asimetriskiem riskiem no struktūras apakšējā slāņa.
CTE saskaņošanas pāreja: ja tiek sajaukti un presēti augsta un zema TG un dažāda veida augstfrekvences materiāli, LCP pārejas slāņa ievietošana absorbē vairāk nekā 80% termiskā sprieguma.
Nozares deformācijas kontroles standarti
Saskaņā ar IPC-TM-650 testēšanas specifikāciju parasto augstfrekvences plātņu deformācijai jābūt mazākai vai vienādai ar 0,5%, augstas precizitātes RF plates ir stingri jākontrolē ar 0,3% vai mazāku, un automobiļu klases augstfrekvences paneļu deformācijai plašā temperatūras vidē nevajadzētu pārsniegt 0,4%.