Pro zajištění dlouhodobého stabilního provozu desek s plošnými spoji při teplotách -55 °C až 125 °C je vyžadována systematická kontrola ze čtyř hlavních rozměrů: výběr materiálu, konstrukční návrh, řízení procesu a ověřovací testování, vyhovující širokým teplotním požadavkům drsných scénářů, jako je průmyslové řízení, automobilová elektronika, letecký průmysl atd.
Výběr základního materiálu
Výběr substrátu: Měly by být preferovány desky odolné vůči vysokým teplotám s Tg větším nebo rovným 170 stupňům, jako je Shengyi S1170, jehož osa X/Y CTE je menší nebo rovna 13 ppm/stupeň, aby se zabránilo změkčení a deformaci substrátu při 125 stupních; Rogers RO4350B uhlíková vodíková keramická kompozitní deska může být vybrána pro vysokofrekvenční scénáře pro zajištění stabilních parametrů Dk/Df v širokém teplotním rozsahu.
Přizpůsobení pomocných materiálů: Pájecí odpor používá solární inkoust SF-600 vysokoteplotního typu, který po 1000 hodinách při 150 stupních nezmění barvu ani se neodlupuje; Povrchová úprava využívá proces chemického nanášení niklového zlata s vrstvou niklu 3-5 μm a vrstvou zlata 0,1-0,2 μm, vyrovnává odolnost proti oxidaci a spolehlivost pájeného spoje.
Výběr pájky: Bezolovnatá pájka SnAgCu (Sn96.5Ag3.0Cu0.5) se používá s bodem tání 217 stupňů, aby byly splněny požadavky na odolnost pájených spojů proti tečení při širokých teplotních cyklech a aby se zabránilo měknutí a praskání pájených spojů při vysokých teplotách.
Optimalizace konstrukčního návrhu
Konstrukce odlehčení tepelného napětí: Na okraji desky PCB je vyhrazena přídavná hodnota tepelné roztažnosti větší nebo rovna 0,5 mm a v klíčových oblastech je umístěna drážka pro namáhání o šířce 0,3 mm, aby se zabránilo praskání desky při cyklování teploty; Spojení analogového signálu využívá zakřivené vedení pro snížení bodů koncentrace napětí.
Vyvážení mědi a optimalizace struktury pórů: Přísně kontrolujte rovnoměrnost distribuce mědi po celé desce, aby se zabránilo deformaci způsobené nadměrnými rozdíly v místní tloušťce mědi; Průchozí otvor má zesílený měděný design a průměr HDI mikro slepého otvoru je řízen v rozmezí 0,1 mm, aby se zvýšila axiální odolnost v tahu.
Uspořádání tepelného managementu: Oblast napájení využívá kompozitní měděný plášť „mřížka+pevná“ v kombinaci s tepelným polem pro rychlé vedení tepla; Distribuované rozmístění topných prvků, aby nedocházelo k lokálnímu přehřívání způsobenému akumulací tepla.
Řízení procesu
Lisování a úprava otvorů: přesné řízení parametrů krokového lisování, rychlost ohřevu 2 stupně/min nebo méně, úplné uvolnění vnitřního pnutí a kontrola deformace vícevrstvých desek s více než 20 vrstvami pod 0,5 %; Optimalizujte proces odstraňování nečistot z vrtání a zdrsňování stěny otvoru, abyste zajistili rovnoměrnost a přilnavost mezi vrstvami měděného povlaku na otvoru.
Optimalizace svařovacího procesu: Pájení přetavením využívá ochranu dusíku (obsah kyslíku menší nebo rovný 500 ppm) a nastavuje přiměřené teplotní křivky zóny: zóna předehřívání 150 stupňů ± 10 stupňů /60 s, zóna konstantní teploty 180 stupňů ± 10 stupňů /80 s, špičková hodnota 245 stupňů ± 5 stupňů /10-15 sekund, kontrola tloušťky prodávaného spoje 0,5-3 μm pro snížení zbytkového napětí.
Úplná kontrola kvality procesu: Prostřednictvím automatické optické kontroly AOI, detekce pórovitosti rentgenového pájeného spoje (míra pórovitosti menší nebo rovna 5 %) a analýze mikro řezů jsou vady procesu identifikovány v průběhu celého procesu, aby se předešlo skrytým strukturálním rizikům.
Široké ověření teploty a ochrana
Standardizované testování prostředí: Podle norem IPC-TM-650 2.6.7 a MIL-STD-202 dokončete 1000 teplotních cyklů -55 stupňů ~125 stupňů, vyžadujících rychlost změny impedance menší nebo rovnou 5 % a izolační odpor větší nebo rovný 100 M Ω po cyklování; přidejte testování studených a horkých šoků v extrémních scénářích, kompletní přepínání vysokých a nízkých teplot během 1 minuty a rychle prověřujte defekty tepelné únavy.
Další vylepšení ochrany: Klíčové produkty mohou být potaženy tříodolnou barvou na silikonové bázi nebo ultratenkým fluorovým nano povlakem, aby izolovaly vlhkost a korozivní média, aniž by rušily přenos vysokofrekvenčního signálu; V případě silných vibrací mohou být lokálně přidány výztužné tyče fr4, aby se dále zvýšila strukturální odolnost vůči vibracím.