高頻板制作關(guān)鍵技術(shù)探討

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高頻板制作關(guān)鍵技術(shù)探討

陳 健
（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

高頻板涉及的技術(shù)相對較高，相關(guān)制作、檢測設(shè)備和技術(shù)人員都是企業(yè)在跨越的一道難題，所以應(yīng)充分考慮市場和技術(shù)、設(shè)備能力等方面的因素尤為重要。通訊基站應(yīng)用的高頻板市場方面，在中國及另一些發(fā)展中國家市場需求相對旺盛，值得關(guān)注。文章重點(diǎn)介紹高頻板內(nèi)層-壓合層間控制和鉆孔-電鍍孔粗控制兩個(gè)方式制作關(guān)鍵點(diǎn)，以供參考和建議。

高頻；通訊；除膠；層間精度；孔粗

1 背景

近年來，通信、汽車、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展非常迅速，對印制板的需求發(fā)生了一些變化，大功率印制板、高頻微波板的需求量增加。在高頻通信、高速傳輸和通訊高保密性的趨勢下，要實(shí)現(xiàn)傳輸信號的低損耗、低延遲，必須選用低Dk/Df、耐高溫的高頻材料，特別是超高頻要求，必須選用耐高低溫、耐老化性能良好的PTEF材料，以滿足高頻板的運(yùn)作環(huán)境要求。

2 高頻板基本介紹

2.1 高頻板的定義

高頻微波印制板是指用于高頻率（頻率大于300 MHz或波長小于1 m）與微波（頻率大于3 GHz或波長小于0.1 m）領(lǐng)域的PCB，是在微波基材覆銅板上利用普通剛性印制板制造方法，部分工序采用特別處理而生產(chǎn)出的印制板

2.2 高頻板的應(yīng)用范圍

（1）移動(dòng)通訊產(chǎn)品。

（2）功放、低噪聲放大器等。

（3）GSM.CDMA.3G智能天線。

合入器、功分器、雙工器、濾波器、耦合器等無源器件。

2.3 高頻板的材料特性

介電常數(shù)Dk比FR-4板材要低（介電常數(shù)越低，它的電信號傳播速度就越快）。FR-4介電常數(shù)為4.3，高頻板一般在2.0～4.0。

Tg溫度比FR-4高（Tg是指壓合時(shí)玻璃化轉(zhuǎn)化所需的溫度）。Tg普通FR-4:130 ℃，中/高TgFR-4分別為：150 ℃/ 170 ℃，高頻板一般≥170 ℃ 。

3 高頻板重點(diǎn)流程制作技術(shù)介紹

3.1 高頻板工藝制作流程

（1）頻段在＜10 Ghz的高頻材料制作流程：

開料→內(nèi)層→壓合→鉆孔→沉銅（高Tg除膠流程）/板電→干膜→二銅→蝕刻→AOI檢查→防焊→文字→成型→測試→終檢→OPS→包裝。

（2）頻段在≥10 Ghz的高頻材料制作流程：

開料→內(nèi)層→壓合→鉆孔→等離子處理→沉銅/板電→干膜→二銅→蝕刻→AOI檢查→防焊→文字→成型→測試→終檢→OPS→包裝。

（3）小結(jié)：對比兩種不同流程的差異在于，高頻材料頻段＜10 Ghz的材料采用高Tg除膠方式，而≥10 Ghz的則采用等離子除膠方式。以下為兩種除膠方式的制作參數(shù)，以供參考。

（4）等離子處理參數(shù)如表1。

表1

（5）高Tg除膠處理參數(shù)如表2。

表2

3.2 重點(diǎn)工藝流程制作

（1）內(nèi)層——壓合層間對準(zhǔn)度精度控制。

①內(nèi)層菲林按照殘銅率常規(guī)預(yù)補(bǔ)償?shù)姆绞?，底片漲縮單層測三次元，漲縮均控制在±0.05 mm以內(nèi)。

②壓合熔合采用降低溫度，加長時(shí)間的熔合方式，保證了各層間的熔合對準(zhǔn)度。其條件、圖片如表3、圖1。

表3

圖1

③通過多次壓合試驗(yàn)確定壓合程式參數(shù)：升溫速率控制在1.5 ℃/min ～ 2.3 ℃/min，高溫高壓時(shí)間150 min確保料溫達(dá)到180 ℃持續(xù)90 min以上。

④切片分析，層間偏移度要求≤0.1 mm，實(shí)際切片測量層間對準(zhǔn)度結(jié)果為75.788 μm（3 mil），符合要求，切片圖如圖2。

圖2

（2）鉆孔——電鍍孔粗品質(zhì)控制。

①高頻材料鉆孔受其硬、脆等材料特性影響，鉆孔優(yōu)化的鉆孔參數(shù)（高頻板的鉆孔參數(shù)圖3）。

圖3

②高頻板建議使用精度較高的設(shè)備，采用1片1疊鉆孔結(jié)構(gòu)；選用不同孔徑，不同鉆頭類型，不同下鉆次數(shù)，試驗(yàn)鍍銅后孔粗品質(zhì)對比（孔粗要求＜1 mil）（表4）。

表4

③孔粗圖片分析。全新鉆刀500 hit ～ 800 hit孔粗圖片分析（圖4）。

④實(shí)驗(yàn)證實(shí)：通過電鍍后切片分析，全新鉆頭下鉆500 hit ～ 800 hit以及研一500 hit、研二700 hit能夠滿足孔壁孔粗品質(zhì)要求，合格；其他條件均有超出0.025 mm的現(xiàn)象，不合格。綜合總體品質(zhì)要求，建議鉆孔采用全新鉆咀，下鉆次數(shù)控制在500 hit ～ 600 hit鍍銅后的品質(zhì)較為佳。

圖4

4 結(jié)論

本文通過介紹兩種不同頻段的高頻材料，總結(jié)出3 GHz ～ 10 GHz和10 GHz以上的高頻板的流程制作方式，通過試驗(yàn)跟進(jìn)，得出以下結(jié)論。

（1）試驗(yàn)3 GHz ～ 10 GHz高頻板適合采用高Tg除膠方式，10 GHz（含）以上的高頻板適合做等離子除膠處理。

（2）通過分層菲林補(bǔ)償和降低溫度，延長時(shí)間熱熔方式能有效控制層間精度。

（3）降低鉆孔鉆速、下刀速、起刀速和鉆頭下鉆次數(shù)均對高頻板的孔粗控制有所改善。

陳健，主要從事PCB板制造新工藝/技術(shù)研究開發(fā)工作。有十年以上的PCB工藝和制造的工作經(jīng)驗(yàn)，曾主導(dǎo)過多種品質(zhì)改善專案，并取得顯著成效。

致 歉 與 更 正

致讀者：

2014年1月期中林金堵、吳梅株的《精細(xì)微孔的激光加工的發(fā)展》一文，由于排版軟件格式問題，出現(xiàn)如下錯(cuò)誤，現(xiàn)做更正：

頁 碼 錯(cuò) 誤 正 確P26摘要第3行 飛秒（10s～15s）脈沖技術(shù) 飛（10-15）秒脈沖技術(shù)P26英文摘要第3行 （10-15second） （10-15second）pulse P29左欄倒數(shù)第16行 如納（10～9）秒級 如納（10-9）秒級P29左欄倒數(shù)第15行 皮（10～12）秒級 如皮（10-12）秒級P29右欄第1行、第3行、第12行 飛（10～15）秒 飛（10-15）秒P29右欄第倒數(shù)第6行 飛（10～15）秒 飛（10-15）秒

對此情況的發(fā)生，衷心地向此文作者與廣大讀者表示歉意！

本刊編輯部

2014年3月

Control of key points of high frequency board

CHEN Jian

High frequency PCB involved relatively high technology, because of the production, testing equipment and technical personnel are high. So a company should fully consider the factors of market and technology, equipment and other aspects. High frequency board market is mainly in communication base station applications in China and some other developing countries. The market demand is relatively strong, worthy of attention. This paper focuses on high-frequency boards - compression layer control and drilling - two ways to control the key points of coarse plating hole, so as to provide reference and suggestions.

High Frequency; Communication; In Addition to Glue; Interlayer Accuracy; The Roughness of Hole Wall

TN41

A

1009-0096（2014）03-0027-03