5G高速非对称结构金手指插头产品外形加工精度研究

企业新闻 | 2021-03-08

高密度、细线、小尺寸的PCB是技术发展的永恒主题。模块化三维装配可以节省更好的装配空间,更不利于产品的后期保障。按照通信行业的预期,5G(第五代移动通信系统,全称5G)的传输速率即将超过1GB/s,黄金具有优异的信号传输性能和电接触能量。制成的产品不仅表面平整,抗氧化能力强,而且具有经久耐用、硬度低的特点。

即使挂了几千次,表面还是会有划痕,所以是制作5G金手指塞的首选材料。金手指插头作为板与结构之间的桥梁,不仅传输高速数据信号,还分担电源插座的功能。所以设备厂家对金手指插头外形尺寸精度的剔除是非常严格的,一般剔除0.05mm,是常规外形尺寸0.1 mm公差的两倍,如果这个方位的整体尺寸过高或略小,不会造成金手指插头与卡槽线连接错位。

如果是轻的,电源槽和信号槽错位会烧坏板卡和设备,可能导致火灾等不可预知的后果。目前,PCB金手指插头产品的加工一般采用多种复合材料混压、腹铁环、树脂塞孔、盲孔挖掘、拉丝电金等特殊工艺。

不同的材料厚度,层间盲孔,腹孔都是八角形像钉子,允许板材中的材料之间膨胀和收缩,造成板材变形。不对称结构的产品流更简单,使得可玩性更大,变形更严重。

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PCB弓变形会导致元器件(尤其是芯片)在焊接时被焊接甚至出厂。此外,板的变形不会影响焊接板与结构部件之间的连接和安装。

在IPC三级拒收标准中,普通FR4材料屈曲或变形的验收标准订为0.5%,IPC-6018类似材料和混合压板的验收标准为0.75%。针对板材的变形(弯曲或变形),PCB厂的传统解决方案是在FQC工艺出售之前,用整台矫直机将板材150度展开,然后在自然状态下加热,使板材完全恢复到相对平整的状态来解决问题。然而,这种方法是由焊接电阻和表面处理的耐热性所允许的,并且烘烤板的时间不能太长,并且不能在低于150度的高温下使用。

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随着欧盟无铅法的实施和材料Tg温度向高温发展,150以上条件下的烤板引起的内应力释放减弱,部分PCB生产厂家在压制时采用自然加热释放内应力,可以达到更好的改善效果,但压制周期不会减少大批量生产的呼吸困难。控制非对称结构光电产品在压制过程中的变形是保证形状加工精度能控制在0.05mm以内的前提和保证,但对于非对称结构的产品,仍然会有翘曲变形,必须严格系统地控制非平面结构产品的形状加工设备、刀具和斜边精度,以保证产品的合格率。对于金手指两侧尺寸如此苛刻的产品,无法用二次抽样检测的方法来粗略区分其合格率。

如何通过技术手段缓慢100%的检测出金手指到两边的距离,在业内并不是更好的方法。本文将系统分析结构不对称的5G高速金手指插头产品弓型变形的根本原因,从技术角度控制形状加工精度和斜边精度在0.05mm以内的方法并加以改进;在不降低成本的前提下,如何100%检测此类产品的尺寸,保证设备、产品和人员的安全,也取得了很好的改进效果。

原因分析芯板变形原理分析印刷电路板由芯板、半烧结片、外电路、焊料组成 压制分为强化、保温和降温三个阶段。在强化阶段,只有上、下压力在芯板之间传递,即使有不对称的芯板,也没有Z方向的剪切力,会导致芯板变形;强化阶段后期,芯板由“玻璃态”变为“橡胶态”,半烧结片内的树脂硬化到超过凝胶点,将芯板粘结在一起,芯板之间开始产生Z方向的剪切力;移到冷却阶段后,膨胀系数大的芯板膨胀比膨胀系数小的慢,板不会自然向膨胀系数大的芯板侧倾斜。

此时,如果在较高的温度下显露出来,芯板之间的热应力残余无法缓慢避免,不会造成进一步向膨胀系数大的芯板侧倾斜。两种不同变形量材料的热膨胀系数(CTE)。因此,压制揭示的温度控制对结构不对称的产品影响很大。可以看出,非对称结构(XY方向和z方向)板材变形的主要原因是温度超过Tg后保温冷却过程中产生的内应力影响了板材的弓形变形。

金手指塞产品都是中低Tg板。对于Tg 150度的板材,仅压制喷锡不能对变形产生关键影响。金手指插头产品的表面处理是浮动镀金工艺,所以对板材变形有关键影响的关键工艺是压制。

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而其他加工过程中因外力引起的板材变形,可以在后道工序由压板调平设备处理。轮廓加工精度分析及检验原则轮廓加工精度不受设备技术能力、板材生产的胀缩、铣刀、加工参数和加工工艺的影响。因此,基于上述因素,行业内轮廓的常规公差为0.1毫米。

金手指光电插头产品的金手指引线具有传导电流的功能。为了保证设备的安全,金手指到边缘的距离公差只有0.05mm,这也是两个金手指错位后互相认识的安全距离。

突破安全距离的保障,意味着设备身份不会再次失效。所以,拒绝在技术上保证此类产品的制造精度满足产品的安全距离,是上访生产的前提。

如果生产的产品不是100%合格,设备必须进行100%测试。由于每套金手指到此类产品每边的距离必须测试20次,总共40次,而且所有测试根本无法进行,因此行业无法通过二次元素手动进行采样测试。随着外观检查被客户拒绝,AVI自动外观检查机近年来逐渐成为印刷电路板厂的常规标准设备。

如何开发利用AVI检测功能,准确检测插头部分到金手指光电板边缘的距离,在业界还是空白。外观检查机在检查外观缺陷的同时,可以检测金手指位置到金手指插头产品两侧的距离,不仅保证了外观缺陷不泄漏,而且可以在全面检查测量时检测金手指插头位置的大小,保证外观尺寸的精度100%合格。

实验方案实验设计1。实验产品m基本信息表1: m产品基本信息2。

实验产品m斜边和金手指到边缘的距离信息图1:斜边必须是图图2:金手指到边缘的距离3。实验产品m层压结构图图3: m产品层压结构图4。实验过程实验计划1。

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非对称结构金手指插头产品实验方案每组设计100套产品,在FQC注册同一个质量检验员进行检测和记录;二次元件和其他工具的测量数据应由同一注册质量工程师进行管理、测试和记录,以确保数据偏差大于。2.不对称结构 平面层压的使用、油漆的平面放置和冷机械层压的自由选择可以显著地帮助增加热应力。主要是冷分压机在高温(高于Tg温度)下将板材转移到冻压机时,材料在Tg点以上短时间内处于失压状态,缓慢加热不会造成热应力快速释放而产生变形,而冷一体压机可以在热压结束时实现冷却,防止板材在高温下失压变形。利用辅料的不对称摆放,改变PCB板两侧的加重速度,从而影响不同CTE芯板和树脂在加重和冷却阶段的升降,解决变形不一致的问题。

通过缩短冷压时间和保持上下方向的压力,可以将板材自然加热到较低的温度,对改善非对称结构的变形有显著效果,但不会实时降低生产效率。综上所述,对于非对称结构的产品,项目必须自由选择刚度优良的高Tg板材,使用冷集成压机非对称放置辅助材料进行生产,并根据需要缩短冷压时间(30-60分钟),可明显改善非对称结构产品压制后的翘曲或变形,并能满足客户对翘曲变形 0.75%甚至 0.5%的拒收。

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