高频板制作关键点控制探讨

文章摘要

     高频板涉及的技术相对较高，相关制作、检测设备和技术人员都是企业在跨越的一道难题，所以应充分考虑市场和技术、设备能力等方面的因素尤为重要。通讯基站应用的高频板市场方面，在中国及另一些发展中国家市场需求相对旺盛，值得关注。本文重点介绍高频板内层-压合层间控制和钻孔-电镀孔粗控制两个方式制作关键点，以供参考和建议。

01

背景

     随着科学技术特别是信息通讯技术的不断发展，印制板生产的工艺技术相应提高，以满足不同用户的需要。近年来，通信、汽车、网络技术等领域的发展非常迅速，对印制板的需求发生了一些变化，大功率印制板、高频微波板的需求量增加。在高频通信、高速传输和通讯高保密性的趋势下，要实现传输信号的低损耗、低延迟，必须选用低DK/DF、耐高温的高频材料，特别是超高频要求，必须选用耐高低温、耐老化性能良好的PTEF材料，以满足高频板的运作环境要求。

02

高频板基本介绍

1. 高频板的定义

高频微波印制板是指用于高频率（频率大于300MHZ或波长小于1米）与微波（频率大于3GHZ或波长小于0.1米）领域的PCB,是在微波基材覆铜板上利用普通刚性印制板制造方法，部分工序采用特别处理而生产出的印制板

2. 高频板的应用范围

1)   移动通讯产品。

2)   功放、低噪声放大器等。

3)   GSM.CDMA.3G智能天线。

4)   合入器、功分器、双工器、滤波器、耦合器等无源器件。

3. 高频板的材料特性

1)   介电常数DK比FR4板材要低（介电常数越低，它的电信号传播速度就越快）。FR4介电常数为：4.3，高频板一般在：2.0～4.0。

2)  Tg温度比FR4高（Tg是指压合时玻璃化转化所需的温度）。Tg普通FR4:130 ℃,中/高TgFR4分别为：150℃/ 170℃ ,高频板一般为≥ 170℃ 

03

高频板重点流程制作技术介绍

1.高频板工艺制作流程

1)   频段在＜10Ghz的高频材料制作流程：

开料→内层→压合→钻孔→沉铜（高TG除胶流程）/板电→干膜→二铜→蚀刻→AOI检查→防焊→文字→成型→测试→终检→OPS→包装。

2)   频段在≥10Ghz的高频材料制作流程：

开料→内层→压合→钻孔→等离子处理→沉铜/板电→干膜→二铜→蚀刻→AOI检查→防焊→文字→成型→测试→终检→OPS→包装。

3)   小结：对比两种不同流程的差异在于，高频材料频段＜10Ghz的材料采用高TG除胶方式，而≥10Ghz的则采用等离子除胶方式。

4)   等离子处理参数如下：

（附注：等离子处理后需要通过滴水测试和水磨测试验证其效果）

5)   高TG除胶处理参数如下：

（附注：采用2次除胶方式，可通过镀铜后切片验证其效果）

2.重点工艺流程制作

1) 内层---压合层间对准度精度控制

①  内层菲林按照残铜率常规预补偿的方式，底片涨缩单层测三次元，涨   缩均控制在±2mil以内。

②  压合熔合采用降低温度，加长时间的熔合方式，保证了各层间的熔合对准度。其条件、图片如下：

③  通过多次压合试验确定压合程式参数：升温速率控制在1.5-2.3℃/min，高温高压时间150min确保料温达到180℃持续90分钟以上

④  切片分析，层间偏移度要求≤4mil，实际切片测量层间对准度结果为75.788um（3mil）,符合要求，切片图如下：

2)   钻孔---电镀孔粗品质控制

①   高频材料钻孔受其硬、脆等材料特性影响，钻孔优化的钻孔参数（高频板的钻孔参数表）

②   高频板建议使用精度较高的设备，采用1片1叠钻孔结构；选用不同孔径，不同钻咀类型，不同下钻次数，试验镀铜后孔粗品质对比（孔粗要求＜1mil）。

③  孔粗图片分析

全新钻刀500-800hit孔粗图片分析

④   实验证实：通过电镀后切片分析，全新钻咀下钻500-800hit以及研一500hit、研二700hit能够满足孔壁孔粗品质要求，合格；其他条件均有超出1mil的现象，不合格。综合总体品质要求，建议钻孔采用全新钻咀，下钻次数控制在500-600hit镀铜后的品质较为佳。

04

结论

本文通过介绍两种不同频段的高频材料，总结出3-10Ghz和10Ghz以上的高频板的流程制作方式，通过试验跟进，得出以下结论。

1.   试验3-10Ghz高频板适合采用高TG除胶方式，10Ghz（含）以上的高频板适合做等离子除胶处理。

2.   通过分层菲林补偿和降低温度，延长时间热熔方式能有效控制层间精度。

3.   降低钻孔钻速、下刀速、起刀速和钻咀下钻次数均对高频板的孔粗控制有所改善。