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소개: 충전을 통한 산업적 중요성과 기술적 과제
~ 안에 2023, 글로벌 PCB 시장을 능가했다 $89.3 10억 (프리즘), 비아 충전 기술과 함께 비판적으로 영향을 미칩니다 30% 5G 통신 장치에서 변동을 생성합니다. 이 기사는 열역학적 방정식 및 프로세스 행렬을 분석하여 충전을 통해 신호 무결성 및 열 신뢰성에 미치는 영향을 밝힙니다..
1. 기술 프레임 워크 충전을 통해
1.1 Microvia Physics and Process Window
IPC-6012E 당, VIA는 전도성 구멍 ≤0.70mm로 정의됩니다 (28밀). 충전 과정 창이 다음과 같습니다:
d = (k × t)/(σ × η)
어디:
- 디: 최대 채우기 직경 (mm)
- 티: 기판 Tg (℃)
- 에이: 수지 표면 장력 (Mn/m)
- 또는: 필러 점도 (우선권)
- 케이: 프로세스 계수 (0.02–0.05)
FR-4 기질의 경우 (TG = 140 ° C), 채우는 구멍 >0.40MM이 필요합니다 재료 σ와 함께<25MN/M 및 η<120우선권.
2. 수지 충전 물리학
2.1 깊이 임계 값을 통해 묻혔습니다
라미네이션 흐름 역학으로 인해 매장 된 vias ≥0.8mm의 수지 충전제가 필수됩니다.:
p = (γ × cosθ)/(r × h)
어디:
- 피: 충전 압력 (MPA)
- 기음: Prepreg 표면 장력
- th: 접촉각
- 아르 자형: 반경을 통해
- 시간: 깊이를 통해
H≥0.8mm에서, 표준 라미네이션 압력 (3–5MPA) 공극을 채우지 못합니다, 진공 보조 수지 충전이 필요합니다.
2.2 수지 대. 라미네이션 충전: 6-치수 비교
| 매개 변수 | 수지 충전 | 라미네이션 충전 |
|---|---|---|
| 두께 균일 성 | ± 5% | ± 15% |
| 박리 위험 | <0.1% | 0.5–1.2% |
| 비용 | $0.35/dm² | $0.12/dm² |
| 최소 트레이스 너비 | 50μm | 75μm |
| 열 사이클 | 3,000 | 1,500 |
| 신호 손실 (@10GHz) | 0.15DB/인치 | 0.25DB/인치 |
3. 솔더 마스크 충전 과정
3.1 음성 이미징의 잉크 흐름 모델
솔더 마스크 충전은 수정 된 Hagen-Poiseuille 방정식을 따릅니다:
Q = (πr⁴Δp)/(8μl) × (1 – e^(-t/t))
시간이 상수로 t = mr²/(4기음), 설명 50% 노출 시간 t≈τ시 반으로 가득 찬 vias의 속도를 채 웁니다.
3.2 HASL 보드 실패 사례 연구
5G베이스 스테이션 PCB에서 채워지지 않은 VIAS, Arrhenius 방정식으로 모델링됩니다:
t_f = A × Exp(EA/(kt))
테스트 결과 MTBF가 떨어졌습니다 10 에게 2.3 85 ° C/85%RH에서 연도. 솔더 마스크 개구부로 0.30mm vias 구현 ≤(직경을 통해 +0.08mm) 주석 비드 결함 감소 12% 에게 0.7%.
4. 충전 기술을 통해 고급
4.1 EMI 차폐를위한 전도성 충전
은 에폭시 충전재는 차폐 효과를 향상시킵니다 (와 함께):
SE = 20LOG(1/(1-아르 자형)) + 10통나무(N)
~에 80% 채우기 속도 (p = 0.8), SE는 1GHz에서 18dB 개선됩니다.
4.2 신호 무결성을위한 도금 구리 충전
임피던스를 통해 구리로 채워 져 있습니다:
z0 = (87/√ε_r)ln(5.98시간/(0.8w+t))
구리 기둥은 임피던스 변화를 ± 15%에서 ± 5%로 줄입니다., BER을 28Gbps에서 10 ~ 10 ° ²로 낮추고 있습니다.
5. 프로세스 결정 프레임 워크
총 소유 비용 (TCO) 분석
- 가전제품: 솔더 마스크 충전은 가장 낮은 5 년 TCO를 제공합니다
- 자동차: 수지 + 부분 구리 충전은 신뢰성을 보장합니다
- 군대: 구리 기둥은 신호 무결성을 최적화합니다
결론
6G 애플리케이션을 채우는 것을 통해
Terahertz 주파수는 정밀도를 통해 이하 50μm를 요구합니다, 나노-실버 소결은 돌파구로 나타납니다. 채우기 물리학을 통한 마스터 링은 차세대를 이끌어냅니다 고주파 PCB 혁신.
