To ensure the long-term stable operation of printed circuit boards at -55 ℃ C to 125 ℃ C, systematic control is required from four core dimensions: material selection, structural design, process control, and verification testing, matching the wide temperature requirements of harsh scenarios such as industrial control, automotive electronics, aerospace, etc.
Pemilihan bahan inti
Pemilihan substrat: Pelat tahan suhu tinggi dengan Tg Lebih besar dari atau sama dengan 170 derajat sebaiknya lebih disukai, seperti Shengyi S1170, yang sumbu X/Y CTE-nya kurang dari atau sama dengan 13ppm/ derajat, untuk menghindari pelunakan dan deformasi media pada 125 derajat; Papan komposit keramik karbon hidrogen Rogers RO4350B dapat dipilih untuk skenario frekuensi tinggi untuk memastikan parameter Dk/Df yang stabil di bawah rentang suhu yang luas.
Pencocokan bahan tambahan: Penahan solder menggunakan tinta surya SF-600 jenis suhu tinggi, yang tidak berubah warna atau terkelupas setelah 1000 jam pada suhu 150 derajat; Perlakuan permukaan mengadopsi proses pengendapan emas nikel kimia, dengan lapisan nikel 3-5 μm dan lapisan emas 0,1-0,2 μm, menyeimbangkan ketahanan oksidasi dan keandalan sambungan solder.
Pemilihan solder: Digunakan solder bebas timah SnAgCu (Sn96.5Ag3.0Cu0.5), dengan titik leleh 217 derajat, untuk memenuhi persyaratan ketahanan mulur sambungan solder dalam siklus suhu yang luas dan menghindari pelunakan dan retaknya sambungan solder pada suhu tinggi.
Optimalisasi desain struktural
Desain pelepas stres termal: Tunjangan ekspansi termal lebih besar dari atau sama dengan 0,5 mm dicadangkan di tepi papan PCB, dan alur tegangan selebar 0,3 mm dipasang di area utama untuk menghindari retaknya papan di bawah siklus suhu; Tautan sinyal analog mengadopsi kabel melengkung untuk mengurangi titik konsentrasi tegangan.
Keseimbangan tembaga dan optimalisasi struktur pori: Kontrol secara ketat keseragaman distribusi tembaga di seluruh papan untuk menghindari lengkungan yang disebabkan oleh perbedaan berlebihan dalam ketebalan tembaga lokal; Lubang tembus mengadopsi desain tembaga yang menebal, dan diameter lubang mikro HDI dikontrol dalam 0,1 mm untuk meningkatkan ketahanan tarik aksial.
Tata letak manajemen termal: Area daya mengadopsi desain kulit tembaga komposit "grid+solid", dikombinasikan dengan susunan termal melalui untuk konduksi panas yang cepat; Tata letak komponen pemanas terdistribusi untuk menghindari panas berlebih lokal yang disebabkan oleh akumulasi panas.
Kontrol proses
Perawatan pengepresan dan lubang: kontrol yang tepat terhadap parameter pengepresan langkah, laju pemanasan Kurang dari atau sama dengan 2 derajat / menit, melepaskan tekanan internal sepenuhnya, dan mengontrol lengkungan papan multi-lapis dengan lebih dari 20 lapisan di bawah 0,5%; Optimalkan proses pembuangan sisa-sisa pengeboran dan pengerasan dinding lubang untuk memastikan keseragaman dan adhesi antar lapisan lapisan tembaga pada lubang.
Optimalisasi proses pengelasan: Penyolderan reflow mengadopsi perlindungan nitrogen (kandungan oksigen Kurang dari atau sama dengan 500ppm), dan menetapkan kurva zona suhu yang wajar: zona pemanasan awal 150 derajat ± 10 derajat /60 detik, zona suhu konstan 180 derajat ± 10 derajat /80 detik, nilai puncak 245 derajat ± 5 derajat /10-15 detik, memastikan bahwa ketebalan lapisan IMC pada sambungan solder dikontrol pada 0,5-3 μm untuk mengurangi sisa stres.
Kontrol kualitas proses penuh: Melalui inspeksi optik otomatis AOI, deteksi kekosongan sambungan solder X-Ray (tingkat kekosongan Kurang dari atau sama dengan 5%), dan analisis irisan mikro, cacat proses diidentifikasi di seluruh proses untuk menghindari bahaya struktural yang tersembunyi.
Verifikasi dan perlindungan suhu yang luas
Pengujian lingkungan standar: Menurut standar IPC-TM-650 2.6.7 dan MIL-{STD-202, selesaikan 1000 siklus suhu -55 derajat ~125 derajat , yang memerlukan tingkat perubahan impedansi Kurang dari atau sama dengan 5% dan resistansi insulasi Lebih besar dari atau sama dengan 100M Ω setelah siklus; tambahkan pengujian kejut dingin dan panas dalam skenario ekstrem, selesaikan peralihan suhu tinggi dan rendah dalam 1 menit, dan dengan cepat menyaring cacat kelelahan termal.
Peningkatan perlindungan tambahan: Produk utama dapat dilapisi dengan cat tiga bukti berbahan dasar silikon atau lapisan nano fluor ultra-tipis untuk mengisolasi kelembapan dan media korosif, namun tidak mengganggu transmisi sinyal frekuensi tinggi; Dalam skenario getaran kuat, tulangan fr4 dapat ditambahkan secara lokal untuk lebih meningkatkan ketahanan struktural terhadap getaran.