Akar penyebab dari 90% masalah lengkungan pada papan frekuensi tinggi adalah asimetri struktur bertumpuk, yang telah berulang kali diverifikasi di industri sebagai konsensus teknik.
Mekanisme inti warping disebabkan oleh struktur asimetris
Gambar cermin tegangan benar-benar tidak seimbang: struktur cermin pelat frekuensi tinggi yang berpusat pada ketebalan pelat rusak, dan penyusutan termal material di kedua sisi tidak konsisten. Setelah pendinginan, torsi yang tidak seragam terbentuk untuk menggerakkan pembengkokan permukaan pelat.
Perbedaan CTE diperkuat: Perbedaan CTE sumbu Z antara bahan frekuensi tinggi seperti Rogers dan foil tembaga dapat mencapai tiga kali lipat, dan struktur asimetris akan mencegah tekanan yang disebabkan oleh perbedaan ekspansi termal ini agar tidak saling meniadakan.
Kerusakan rantai pembengkokan: pembengkokan asimetris selanjutnya dapat menyebabkan ketebalan lapisan tidak merata, penyimpangan impedansi frekuensi tinggi melebihi 10%, dan secara langsung merusak kinerja transmisi sinyal RF.
Kesalahpahaman asimetri yang paling umum dalam desain papan frekuensi tinggi
Asimetri material: Papan frekuensi tinggi Rogers digunakan untuk lapisan atas, dan FR-4 dicampur pada posisi yang sesuai di lapisan bawah. Sifat termal media di kedua sisi sama sekali tidak cocok.
Ketebalan tembaga asimetris: Lapisan atas memiliki ketebalan tembaga 1oz, sedangkan lapisan bawah memiliki ketebalan tembaga hanya 0,5oz. Perbedaan tegangan penyusutan antara lembaran tembaga di kedua sisi secara langsung menarik dan merusak permukaan papan.
Distribusi tembaga asimetris: Tembaga padat banyak terdapat di lapisan atas, sedangkan hampir tidak ada tembaga di area tersebut di lapisan bawah. Perbedaan kepadatan tembaga melebihi 30%, dan tegangan menjadi sangat tidak seimbang setelah pemrosesan termal.
Lapisan genap tidak rata: Memaksa penggunaan struktur lapisan ganjil tidak dapat mencapai susunan cermin dari sumbu pusat, dan tidak dapat mengimbangi tekanan antar lapisan pada akar.
Solusi simetris untuk menghilangkan lengkungan pada ujung desain
Simetri cermin dimensi penuh: tidak hanya jumlah lapisannya yang simetris, tetapi posisi bahan dielektrik, ketebalan, dan ketebalan foil tembaga yang sesuai semuanya dicocokkan dengan cermin terhadap sumbu tengah papan.
Perlakuan homogenisasi foil tembaga: Perbedaan cakupan foil tembaga antara sisi depan dan belakang dikontrol dalam 10%, dan sebagian besar tembaga padat digunakan sebagai kisi-kisi untuk membuka jendela dan melepaskan tekanan.
Memprioritaskan struktur lapisan genap: Semua papan frekuensi tinggi arus utama mengadopsi desain lapisan genap untuk menghindari risiko asimetris dari lapisan bawah struktur.
Transisi pencocokan CTE: Ketika TG tinggi dan rendah serta berbagai jenis bahan frekuensi tinggi dicampur dan ditekan, memasukkan lapisan transisi LCP menyerap lebih dari 80% tekanan termal.
Standar pengendalian kelengkungan industri
Menurut spesifikasi pengujian IPC-TM-650, lengkungan papan frekuensi tinggi biasa harus Kurang dari atau sama dengan 0,5%, papan RF presisi tinggi harus dikontrol secara ketat dalam Kurang dari atau sama dengan 0,3%, dan lengkungan papan frekuensi tinggi kelas otomotif tidak boleh melebihi 0,4% di lingkungan bersuhu luas.