一、基材预处理：高频稳定性的分子级调控

基材的微观状态直接决定高频信号的传输质量，预处理工艺需实现从分子层面到宏观结构的精准管控。

1. 激光裁切应力控制

高频基材（如 PTFE、LCP）对机械应力极为敏感，传统裁切方式会破坏材料微观结构，而激光裁切通过能量精准控制实现 “无损加工”。

• 机械裁切：边缘呈锯齿状（粗糙度 Ra＞2μm），树脂分子链断裂导致介质损耗（Df）增加 0.0015，相当于 28GHz 频段每米信号损耗增加 0.8dB；

• 激光裁切：通过 355nm 紫外激光（PTFE 基材最佳吸收波段）实现熔融切割，边缘平滑（Ra=0.3-0.5μm），信号散射降低 40%，Df 稳定性提升至 ±0.0005 以内。

工艺控制要点：

• 激光能量密度：8-12J/cm²（低于 8J/cm² 易产生毛边，高于 12J/cm² 会导致基材碳化）；

• 切割速度：100-150mm/s（匹配能量密度实现 “切割 - 冷却” 平衡）。

2. 等离子体活化机理

基材表面的有机污染物会导致铜箔结合力下降，等离子体处理通过物理轰击与化学改性双重作用实现 “分子级清洁”。

▌ 氧气等离子体作用机制：

1. 物理轰击：高能粒子剥离表层 10-20nm 污染物，表面微观粗糙度从 0.1μm 增至 0.3μm（增强机械咬合力）；

2. 化学改性：在基材表面生成 - COOH、-OH 等极性基团，与铜箔的界面化学键合能提升 30%。

实测数据：处理后铜箔剥离强度从 1.0N/mm 提升至 1.5-1.8N/mm，经 1000 次冷热循环（-40℃~125℃）后，结合力衰减率＜5%（传统工艺＞15%）。

二、线路成型：征服毫米波的微米战争

毫米波信号（28GHz+）的传输路径对物理尺寸极为敏感，线路成型工艺需实现 “微米级精度、纳米级光滑度”。

1. 激光直写成像（LDI）技术演进

LDI 技术通过激光直接在感光层上绘图，摆脱传统网印的精度限制，成为毫米波线路的核心成型方案。

核心优势：30μm 线宽下，特征阻抗（50Ω）偏差可控制在 ±2Ω 内，确保 77GHz 信号反射损耗≤-25dB（传统工艺≤-18dB）。

2. 阶梯蚀刻的流体力学优化

传统蚀刻易导致线路侧壁过度腐蚀，形成 “倒梯形” 轮廓，成为毫米波信号的 “反射源”，阶梯蚀刻通过流体力学优化实现垂直侧壁。

■ 传统蚀刻缺陷：

• 单槽强酸蚀刻（如 FeCl₃溶液）导致侧壁角度＜70°，线路边缘出现 “鼠咬” 缺陷（深度＞2μm）；

• 77GHz 信号在缺陷处的反射增加 2dB，相当于探测距离缩短 15%（雷达场景）。

■ 阶梯蚀刻工艺改进：

1. 预蚀刻：采用弱碱性蚀刻液（Cu 溶解速率 1μm/min），去除表面 1/3 铜层，保留主体轮廓；

2. 精蚀刻：微喷淋系统（压力 0.15MPa，喷嘴间距 5mm）形成均匀流场，控制侧壁腐蚀速率。

SEM 检测结果：获得 85°±3° 垂直侧壁，边缘粗糙度 Ra≤0.1μm，77GHz 信号反射降低至 0.5dB 以内。

三、层间互联：三维信号通道的零误差构建

多层高频板的层间互联需解决 “寄生参数最小化、结构可靠性最大化”，核心工艺聚焦激光钻孔与真空压合。

1. 激光钻孔的热管理突破

PTFE 等高频基材的耐高温性差（＞300℃易碳化），激光钻孔的热影响区（HAZ）控制是关键。

• 行业痛点：传统纳秒激光钻孔温度＞500℃，孔壁碳化层厚度达 2μm，导致过孔阻抗偏差＞10%；

• 我司解决方案：

▸ 采用 15ps 脉冲激光（短脉宽减少热累积），热影响区压缩至 5μm² 以内；

▸ 实时氮气冷却（流速 20L/min），钻孔过程中基材表面温度≤200℃。

2. 真空压合的多物理场控制

层间气泡和错位会引入寄生电容，真空压合通过流变学调控实现 “无缝结合”。

工艺阶段映射：

• 阶段①（80℃）：施加 0.3MPa 低压力，利用树脂低粘度（η=500Pa・s）实现充分流动，填充线路间隙；

• 阶段②（180℃）：加压至 1.2MPa，树脂粘度骤降（η=50Pa・s），挤出残留气泡（真空度≤-0.098MPa）；

• 阶段③（降温段）：维持 0.8MPa 压力至 80℃，抑制基材与铜箔的热收缩差异（CTE 匹配误差≤5ppm/℃）。

四、表面处理：纳米界面的信号守卫战

表面处理层是高频信号与外部器件的 “接口”，需兼顾低接触电阻与环境耐受性，ENIG（化学镍金）工艺是主流选择。

ENIG 工艺的化学动力学优化

通过镀液成分调整细化镍层结晶，降低高频信号的界面损耗。

微观改进：镍层结晶粒度从 120nm 细化至 80nm，表面粗糙度 Ra 从 0.2μm 降至 0.1μm；

高频性能：28GHz 频段插损降低至 0.25dB/cm（传统工艺 0.4dB/cm），插拔寿命从 500 次提升至 1000 次。

五、测试体系：从实验室到实战场景的闭环

高频板性能需通过多维度测试验证，构建 “材料 - 工艺 - 性能” 的闭环管控。

介电性能测试方法论对比

我司方案：采用谐振腔法（来料）+ 微带线法（成品）双校准，全频段 Dk 测量精度控制在 ±0.03 以内。

环境可靠性测试矩阵

■ 温度循环：-55℃（30min）→ +125℃（30min），1000 次循环后线路电阻变化率≤5%；

■ 湿热老化：85℃/85% RH 环境放置 1000h，介电常数变化≤0.05；

■ 振动测试：20G RMS（10-2000Hz），持续 6 小时，无焊点脱落、层间开裂；

■ 失效判定标准：电阻变化＞5% 或 分层面积＞1mm² 即判定为失效。

微波高频板的工艺突破，本质是对电磁场与材料微观结构相互作用的精准掌控。当激光裁切将边缘粗糙度控制在 0.3μm，当镍层结晶粒度从 120nm 细化至 80nm，当层间错位压缩至 5μm—— 这些微观世界的进步，正构筑起 6G 万兆速率与雷达厘米级精度的物理基础。