Herstellung einer Multilayer-Leiterplatte unter Verwendung von TC350 und FR408HR-Laminaten mit fortschrittlichen Via- und Randkontaktierungsverfahren

Herstellung einer Multilayer-Leiterplatte unter Verwendung von TC350 und FR408HR-Laminaten mit fortschrittlichen Via- und Kantenbeschichtungstechniken

Übersicht über die hergestellte Leiterplatte

Eine Hochleistungs-Leiterplatte mit 8 Lagen wurde gefertigt, die für anspruchsvolle thermische und elektrische Anforderungen ausgelegt ist. Die Konstruktion der Platine wurde mit einem gemischten Dielektrikum-Aufbau spezifiziert, um sowohl die Signalintegrität als auch das Wärmemanagement zu optimieren. Eine Gesamtdicke von 2,0 mm wurde erreicht.

Der Lagenaufbau wurde wie folgt konfiguriert:

Alle 8 Kupferschichten wurden mit einer Dicke von 1 oz (35 µm) spezifiziert. Die physikalischen Abmessungen der gefertigten Platine betrugen 99 mm x 83 mm. Die aufgebrachte Oberflächenveredelung war Tauchgold über den freiliegenden Kupferflächen. Eine grüne Lötmaske wurde zur elektrischen Isolierung verwendet, und eine weiße Beschriftung wurde zur Bauteilidentifizierung hinzugefügt.

Weitere Konstruktionsdetails sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Wichtige Platinenspezifikationen

Mehrere fortschrittliche Fertigungstechniken waren erforderlich, um die Leistungsziele des Designs zu erfüllen. Dazu gehörten die Integration von Blind-Vias, das Füllen und Verschließen von 0,2 mm Vias sowie die Anwendung von Metallkantenbeschichtungen.

TC350-Laminat: Einführung und Anwendung

TC350 ist ein keramisch gefülltes PTFE/Glasfasergewebe-Laminat, das speziell für Mikrowellen-Leiterplatten entwickelt wurde. Seine Materialeigenschaften zeichnen sich durch eine stabile Dielektrizitätskonstante und eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit aus, was es für Hochleistungs- und Hochfrequenzanwendungen geeignet macht. 

Typische Eigenschaften des TC350-Laminats

Die Einbeziehung von TC350-Laminaten in dieses Leiterplattendesign wurde durch seine Materialeigenschaften vorangetrieben. Dazu gehören seine geringen Signalverluste bei hohen Frequenzen und seine effektive Wärmeableitung, die für die Langzeitzuverlässigkeit der Endmontage entscheidend sind.

FR408HR-Laminat: Einführung und Anwendung

FR408HR ist ein Hochleistungs-FR-4-Harzsystem, das für seine maximale thermische Leistung und Zuverlässigkeit in Multilayer-Anwendungen bekannt ist. Das Material wird mit einem patentierten Hochleistungs-Multifunktionsharzsystem hergestellt, das mit einem Glasgewebe der elektrischen Güteklasse verstärkt ist. Diese Konstruktion soll im Vergleich zu Standardmaterialien Verbesserungen bei der Z-Achsen-Ausdehnung und der elektrischen Bandbreite liefern. 

Typische Eigenschaften des FR408HR-Laminats

Das FR408HR-Material wurde für die inneren Lagen des Aufbaus ausgewählt. Seine Eigenschaften, wie UV-Blockierung für AOI-Kompatibilität und kontrollierte dielektrische Leistung, werden als vorteilhaft für die gesamte Signalintegrität und Herstellbarkeit der Platine angesehen.

Via-Füllung und -Verschluss (Harzgefüllte Vias mit galvanisch aufgebrachten Kappen)

Alle Vias mit einem Durchmesser von 0,2 mm wurden zum Füllen und Verschließen spezifiziert. Dies ist ein spezialisierter Prozess, bei dem die Via-Löcher zuerst durchplattiert werden, um einen leitfähigen Mantel zu erzeugen. Anschließend wird das hohle Zentrum des Vias vollständig mit einem nichtleitenden Epoxidharz gefüllt. Nach dem Aushärten des Harzes wird die Oberfläche geglättet und eine Kupferkappe über das gefüllte Via galvanisch aufgebracht. Diese Technik wird angewendet, um eine ebene, lötbare Oberfläche direkt über dem Via zu schaffen, was für die Bauteilplatzierung unerlässlich ist und verhindert, dass Lot während der Montage vom Pad abfließt.

Die Funktion der Metallkantenbeschichtung

Die Anforderung für Metallkantenbeschichtung wurde ebenfalls spezifiziert. Dieser Prozess beinhaltet die Beschichtung der Außenkanten der Leiterplatte mit einem leitfähigen Material, typischerweise Kupfer, das dann mit einer internen Lage verbunden wird, meistens der Massefläche. Die Hauptfunktionen dieses Merkmals sind die Verbesserung der Abschirmung gegen elektromagnetische Interferenzen (EMI) durch Eindämmung der Strahlung innerhalb der Platine und die Verbesserung der Wärmeableitung durch Bereitstellung eines leitfähigen Pfades für die Wärmeübertragung von den inneren Lagen zur Platinenkante. Es kann auch als Verbindungspunkt für einen Erdungsclip in der Endmontage dienen.