Высокочастотная пайка плат – это не простой увеличенный вариант обычных плат FR-4. Молекулярные цепи подложек на основе ПТФЭ чрезвычайно уязвимы при нагревании. Как только пиковая температура оплавления превысит 260°C, произойдет необратимое разрушение внутренней микропористой структуры платы, при этом адгезия на границе раздела медная фольга-среда быстро ослабнет. Это повреждение трудно идентифицировать при AOI, но оно обнажает фатальные дефекты, такие как внезапное увеличение вносимых потерь или несогласованность фаз во время радиочастотного тестирования.
Термические характеристики подложки требуют реконструкции профиля оплавления
Мы протестировали платы Rogers RO4350B и Taconic RF-35 на линейке JJY SMT и обнаружили, что их измеренные значения Tg находятся только между 155°C и 165°C, что намного ниже 170°C+ обычного FR-4. Это означает, что основа попадает в критическую зону размягчения, начиная с 150°C. Если время пребывания в зоне выдержки превышает 90 секунд или пиковая температура превышает 255°C и поддерживается более 3 секунд, на рентгеновских срезах можно наблюдать микродеформацию края медной фольги, что напрямую ухудшает непрерывность импеданса в миллиметровом диапазоне 5G.
Азотная среда — жесткое обязательное условие, а не приятное его наличие
In обычный воздух, кислород ускоряет карбонизацию остатков флюса. Карбиды, прикрепленные к поверхности ПТФЭ, образуют локальные горячие точки, в результате чего фактическая температура контакта на 8–12 °C превышает заданное значение. После того, как JJY переключился на защиту азотом и снизил содержание кислорода до уровня ниже 100 PPM, допуск по пиковой температуре не только увеличился на 5°C, но и угол смачивания паяного соединения также сузился с 32° до 24°. Это напрямую снижает количество микропустот, вызванных плохим смачиванием, а микропоры являются одной из основных причин отражения высокочастотного сигнала.
Давление и скорость ракеля должны калиброваться синхронно
Высокочастотная пайка плат предъявляет строгие требования к консистенции печати паяльной пасты, поскольку допуск на толщину диэлектрика обычно контролируется в пределах ±0,025 мм. Если давление ракеля колеблется более чем на ±0,5 кг или скорость отклоняется более чем на ±5 мм/с, это приведет к неравномерному объему припоя по краям площадки. Эта неравномерность вызывает локальную концентрацию термических напряжений во время оплавления, что, в свою очередь, приводит к образованию микротрещин в подложке. Из-за этой проблемы однажды нам пришлось переделывать партию радиолокационных модулей 28 ГГц на нашем заводе в Дунгуане; Основная причина заключалась в том, что значение CV толщины паяльной пасты ухудшилось с 12% до 18,7%, и это колебание было полностью вызвано дрожанием стрелки манометра ракеля.
Платы для испытаний на температуру печи должны быть из той же партии и той же комплектации, что и платы массового производства.
Профиль температуры печи, откалиброванный с помощью стандартных испытательных плат FR-4, будет систематически высоким при применении к высокочастотным платам. Это связано с тем, что теплопроводность ПТФЭ составляет всего 0,2 Вт/м·К, что составляет менее трети теплопроводности FR-4, с задержкой теплового отклика 4,2 секунды. JJY теперь требует, чтобы перед запуском в эксплуатацию каждой партии высокочастотных плат была изготовлена специальная плата для измерения температуры с использованием печатных плат одного и того же номера детали, одного и того же стека и одинаковой толщины меди. В противном случае, даже если профиль KIC соответствует стандарту, фактическое повышение температуры внутри реальной платы все равно может превысить предел более чем на 2,8°C.
