CCI Ohmega часть 2

OhmegaPly® применение
1
2
3
0.060’’ CLTE
4
5
0.060’’ CLTE
6
FIRST LAMINATION
CLT CORE MATERIAL
VENDER COPPER
PLATED COPPER
OHMEGA LAYER
55NI PREPREG
ABLEFILL
SPEEDBOARD
OhmegaPly® резисторы в устройствах
микроволнового диапазона для антенны
спутника Globalstar.
7
8
FINAL LAMINATION
Структура слоев.
1
OhmegaPly® применение
Бытовая электроника
MEMS Микрофон
2
OhmegaPly® применение
Медицинская электроника
10 Ом/
(ORBIT ®) на гибком кабеле для медицинских приборов
3
OhmegaPly® применение
Компьютеры & телекоммуникация
Плата Interposer
4
OhmegaPly® использование
Компьютеры & телекоммуникация
Параллельные согласующие резисторы в компоновке под корпус BGA
5
OhmegaPly® применение
Компьютеры & телекоммуникация
Последовательные согласующие резисторы в компоновке под корпус BGA
6
OhmegaPly® применение
Оборонная промышленность/космос
Резисторы сопротивлением 5 KΩ (100 Ω/□) на подложке из полиимида
7
OhmegaPly® применение
Оборонная промышленность/космос
Нагрузочные резисторы в плате для авиационной техники
8
OhmegaPly® применение
Оборонная промышленность/космос
спутник Mars Express
Спектрометр X-Ray (XRS) с
резисторами OhmegaPly®
Роботизированный спускаемый
аппарат Beagle 2
Резисторы OhmegaPly® в
компьютерной плате спускаемого
аппарата
9
OhmegaPly® использование
Оборонная промышленность/космос
Активная матричная фазовая антенна
10
OhmegaPly® данные о надёжности
A.
OhmegaPly® характеристики и свойства
OhmegaPly® используется в различных областях более 37 лет. Материал ,отличается великолепными
характеристиками и надежностью. Благодаря длительной безотказности OhmegaPly® используется в критических
условиях (аэрокосмическая. оборонная промышленность, и т.д.), где требуется максимальная степень надежности
аппаратуры.
Оценочный коэффициент отказов для резисторов OhmegaPly® - меньше 0,001 резисторного элемента на 1 миллион
рабочих часов (на основании тестов, в которых более 1 триллиона компонент-часов накопились без дефектов).
Отказом считается выход из строя резистора, вызванный самим резистивным материалом, а не другими дефектами
ПП (разрыв проводника, замыкание, дефект базового материала, неправильные условия эксплуатации и т.д.)
УД. ПРОВОДИМОСТЬ
10
25
50
100
250
+/-3
+/-5
+/-5
+/-5
+/-10
<0.3
(после 1087 ч.)
<5
<5
<5
<-16
<-15
<-15
<-15
<-15
Кратковременные перегрузки (D R%)
0
0
0
0
0
Температурная характеристика
сопротивления (RTC)
20
50
60
100
100
Допуск
Цикл-кий Тест на срок службы
( D R%)
Индекс шума в dB
PPM/°C
Температура окр. среды: 70C
0,5
Время цикла: 1.5 ч.
(после 1000 ч.) Период между циклами: 1.5 ч.
Продолжительность: 10000 ч.
Напряжение: 10 ohm/sq.: 53.2V
25 ohm/sq.: 5.6V, 100 ohm/sq.: 7.9V
Мщность:2.5 X норма
Время: 5 сек
Горячий цикл: 25°, 50°,75° 125°C
Холодный цикл: 25°, 0°,-25°, -55°C
11
OhmegaPly® данные о надёжности
OHMEGA-PLY® RCM СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ
Уд. Сопротивление
10
25
50
100
ПРИМЕЧАНИЕ
250
Влагоустойчивость (D R%)
0,3
0,5
0,75
1
2
Термошок (D R%)
0,1
-0,5
1,0
1,0
1,0
Горячее масло (D R%)
--
0,1
0,25
0,5
0,75
Горячий припой (D R%)
0,2
0,5
0,75
1,0
0,5
MIL-STD-202-103A
Темп: 40 °C
Относ. влажность: 95%
Время: 240 ч.
MIL-STD-202-107B
Без циклов: 25
Высокая темп. цикла : +125 °C
Низкая темп. цикла: -65 °C
IPC-TM-650 METHOD 2.4.6
Температура: 260°C
Погружение: 20 секунд
MIL-STD-202-210D
Температура: 260°C
Погружение: 20 секунд
Стойкость к растворителям ( D R%)
Толуол 1-1-1:
Трихлорэтан:
Ацетон:
Фреон:
Емкость(пF) (at 5 Hz)
Индуктивность (нГн) (на 5 Гц)
MIL-STD-202-215A
N/A
~0
< ~0.6
0,2
0,0
0,2
0,0
~1
< ~0.6
N/A
N/A
N/A
~1
< ~0.6
~1
< ~0.6
~1
< ~0.6
B. Данные производителей о стабильности и надежности
1. Исследования компании Cray
В исследовании о стабильности встроенных резисторов OhmegaPly® Cray делает вывод, что резисторы
OhmegaPly® “способны хорошо работать за пределами значений номинальных напряжений и температур, нет
сообщений об отказах из-за резистивного материала . Исследование также установило, что встраивание
OhmegaPly®
12
OhmegaPly® данные о надёжности
во внутренний слой многослойной платы значительно улучшает качество сигнала для высокоскоростных устройств.
В исследовании использовались миллионы многослойных плат с 1982 года и доказало абсолютную надежность
резистивных элементов.
2. Компания Alcatel Bell
Исследование, проведенное Alcatel Bell, было посвящено использованию резисторов OhmegaPly® в широкополосном
телекоммунуникационном вещании (45 MHz-5 GHz) , чтобы сравнить надежность OhmegaPly® с дискретным
толстопленочным чип-резистором 0805, 125mW. OhmegaPly был лучше, чем чип во всех проведенных тестах.
Тест
Влагоустойчивость
Температура: 40 °C
Отн. влажность: 93%
Термоциклирование
Высокая темп.: 125 °C
Низкая темп.: -25 °C
Старение без нагрузки
Температура: 125 °C
Горячий припой
Темп.: 260 °C
Погружение: 20 sec
Измер. макс./мин. DR
(Alcatel Tested)
После 21 дней:
0.22% for 25 Ohm/sq.
0.07% for 100 Ohm/sq.
0.10% for 250 Ohm/sq.
После 56 дней:
0.74% for 25 Ohm/sq.
0.14% for 100 Ohm/sq.
0.22% for 250 Ohm/sq.
После 100 циклов
- 0.03 % for 25 Ohm/sq.
0.03 % for 100 Ohm/sq.
- 0.08 % for 250 Ohm/sq.
После 100 ч.
0.10% for 25 Ohm/sq
0.08% for 100 Ohm/sq
- 0.13% for 250 Ohm/sq
- 0.02% for 25 Ohm/sq
0.01% for 100 Ohm/sq
- 0.01% for 250 Ohm/sq
хар-ки Ohmega
Чип-резистор R (0805)
После 10 дней:
0.5% for 25 Ohm/sq.
1.0% for 100 Ohm/sq.
После 56 дней:
≤ ± 1.5%
После 25 циклов
- 0.5% for 25 Ohm/sq.
1% for 100 Ohm/sq
≤ ± 25%
Не указано
Не указано
0.5% for 25 Ohm/sq
1% for 100 Ohm/sq
≤ ± 25%
13
OhmegaPly® данные о надёжности
3. IBM
Компания IBM и испытала несколько тестовых МПП, которые содержали в себе резисторы OhmegaPly® на нескольких
внутренних слоях. Эта работа была проведена для того, чтобы определить, какое воздействие на встроенные резисторы
было оказано в процессе пайки или ремонта. Дополнительно были проведены стандартные стресс-тесты, включая
термоциклирование, термошок, вибрация и вращающийся момент. Результаты опубликованы в отчете, где сделан вывод
“без существенного изменения сопротивления резисторов в процессе сборки и стресс-тестов”.
4. Unisys
В компании Unisys проведен анализ изменения характеристик резисторов OhmegaPly®, выполненных на диэлектрическом
основании с высоким Tg , при их работе на малом постоянном токе. Ni-P резисторы были изготовлены травлением в
аммиачном растворе на внутренних слоях и в результате полностью влагозащищенные после прессования. В процессе
анализа пришли к выводу, что при токе питания 22 mA, при помещении в термошкаф с температурой 55 C, сопротивление
будет изменяться в пределах < 2 % в течение 100 000 часов (11.4 лет).
5. Dassault (Thales)
В течение двух лет на фирме Dassault Electronique проводились исследования OhmegaPly® для активных фазированных матричных
антенн. Резисторы использовались в полосковых линий выполненных на основании из PTFE (Rogers RT Duroid® 6002). Ohmega-Ply®
сравнивались с чип-резисторами и резисторами на основе полимерных чернил, наносимых трафаретной печатью. OhmegaPly® были
выбраны для применения благодаря наилучшему допуску и стабильности характеристик (по сравнению с полимерными чернилами), а
так же малым габаритным размерам, снижение паразитных характеристик и исключение паяных соединений (по сравнению с чипрезисторами). Результаты тестов приведены ниже:
Допуск
Мин
Допуск после
Влияние Ohmega-
Изменение
травления
ширина
прессования
Ply фольги на
Микроволновые
характеристики
сопротивления
после 500 т. ц.
(-55° C,+125° C)
резистора
5%
200 m m
7%
НЕТ
Микрополоск. линия: +2%
Полоскова линия: +3%
Темп. Коэф. СопротивленияКоммутир. Без изменения микроволн.
в пределах цепи
Range (-55°C, +125°C)
Микрополоск. линия: ± 6%
Полоскова линия: ± 7%
Мощность хар-ик двух портового
делителя мощности, когда
фольга Ohmega
300 мВт
тестировалась при следующих
условиях :
• 500 термоциклов
(- 55° C, +125° C)
• 500 часов приt 125° C
• 40 дней 40° C, 95% RH
• 48 часов в солевом тумане
14
OhmegaPly® данные о надёжности
6. Rogers Corporation
Проведено исследование резисторов OhmegaPly® выполненных на полиимиде (Pyralux®). Определены следующие
изменения характеристик резисторов размером 6 х 100 мм при радиусе изгиба 6 мм (скорость 10 изгибов\мин)
:
•
С покровным слоем
Кол-во перегибов
150
1 500
10 000
250 000
% изм. Сопротивления
0,5
6,1
25,5
0.0*
7. Delphi Delco Electronics Systems
В отчете по проекту Разработки технологии встроенных пассивных компонентов, компания Delphi Delco привела
результаты теста ESD (на электростатический разряд) для встроенных резисторов и конденсаторов в МПП, где для
резисторов был выбран материал OhmegaPly® . Изменение сопротивления после приложения напряжения 8 кВ
приведено ниже в таблице. Результаты показали, что OhmegaPly® имел стабильные характеристики в диапазоне
напряжения от 2 до 8 кВ.
®
OhmegaPly
Ширина
резистора
10 mil
20 mil
40 mil
50 mil
% изменение
сопртивления
0,10
-0,51
-0,37
0,09
Изменение сопротивления после приложения напряжения 8 kV.
15
OhmegaPly® данные о надёжности
8. OhmegaPly и пайка бессвинцовыми припоями. Результаты теста Highly Accelerated
Thermal Shock Test (HATS)
CHANGE IN RESISTANCE AFTER 1000 CYCLES
Resistor Network % change in Resistance Test Result
Test Condiltion
1
0.20
Pass
15 Coupons Per Resistor Network
2
0.15
Pass
Total Cycle Time: 10.85 minutes
3
0.20
Pass
High Temperature: +145 C
4
0.17
Pass
Low Temperature: -40 C
High Temperature Extended Dwell Time: 0.25 minutes
Low Temperature Extended Dwell Time: 0.25 minutes
16
OhmegaPly® данные о надёжности
9. OhmegaPly® на диэлектрическом основании для бессвинцовой пайки. Результаты
анализа после монтажа
тип
основания
FR-4
бессвинц.
бессвинц
FR-4
FR-4
% ∆R при % ∆R при % ∆R при % ∆R при % ∆R при
1 цикле 2 циклах 5 циклах 10 циклах 15 циклах
-0,36
-0,47
-0,47
-0,57
-0,27
-1,39
-1,25
-0,58
-0,37
open
open
-0,62
-0,46
-0,54
-0,27
-0,24
-0,16
% ∆R при % ∆R при
20 циклах 25 циклах
-0,13
0,17
-0,08
0,26
метод
условия
T260. 20 сек
без печки
T288, 10 сек
T288, 10 сек
T288, 10 сек
T288, 10 сек
5 ч в печке
без печки
5 ч печки
без печки
Плата памяти, 10 слоев, резисторы на одном слое, сопротивление 22 Ом, размер 0,63 x 0,25
мм. Материал OhmegaPly 50 Ом на квадрат. Платы изготовлены из стандартного
фольгированного диэлектрика типа FR-4 и диэлектрика с фенольным наполнителем для
бессвинцовой пайки. Тестирование по методике 2.4.13.1 стандарта IPC-TM-650, сушка
при температуре 125 С.
17
OhmegaPly® сравнительный анализ затрат
A. Традиционная модель затрат (замена корпусного резистора на Ohmega-Ply)
Объем производства:
Прототип
материал OhmegaPly® (Cents/кв.д)
Board Convesion Cost Adder
$0,20
$0,40
Низкий
Средний
$0,14
$0,10
$0.25 - $0.30 $0.15 - $0.20
Высокий
$0,07
$0.11 - $0.15
TYPICAL BOARD COST ADDER PER LAYER OF VARIOUS (DISCOUNT) LEVELS
80
Discrete Resistor Cost
At $0.01/Discrete
70
At $0.05/Discrete
Ohmega-Ply Cost Adder
Prototype
60
Low Volume
Medium Volume
Cents/in2
50
High Volume
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
12
Component Density/in
14
16
18
20
2
18
OhmegaPly® сравнительный анализ затрат
B. Технология Tradeoff Cost Model (улучшение конструкции ПП путем замещения
дискретных резисторов на OhmegaPly®). Расходы относительны
Сравнение различных технологий (на кв.дюйм площади платы). Сравнение сделано, исходя из
10 резисторов на квадратный дюйм заготовки.
Тип платы
Cost addder Total cost
substrate
bare board
МПП 6 слоев с SMT
--$0,12
МПП 6 слоев с Ohmega
$0,20
$0,32
МПП 4 слоя Microvia с SMT
$0,46
$0,58
МПП с послойным пресс. 6 слоев $0,49
$0,61
(buried vias с SMT)
SMT cost Total cost, bare
(resistor) board + resistor
$0,20
$0,32
--$0,32
$0,20
$0,66
$0,20
$0,81
Использование OhmegaPly® поможет Вам:
• Уменьшить площадь платы
• Уменьшить количество слоев
• Позволяет вместо двухстороннего монтажа делать односторонний монтаж *
• Улучшает тестируемость плат
• Делает возможным применять более простые технологии (сквозные
отверстия вместо mvia)
19
Итоги и выводы
1.
Тонкий резистивный материал
2.
Стандартная субтрактивная обработка платы
3.
Поверхностные или встроенные резисторы
4.
Проверенная технология (более 37 лет)
5.
Проверена на практике, великолепная долговременная
надежность
6.
Улучшенные характеристики
20