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技术专栏

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PCB高频板如选择板料与加工工艺
2021-09-14
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一、PCB高频板的定义
高频板是指电磁频率较高的特种电路板。用于高频(频率大于300MHZ或波长小于1米)和微波(频率大于3GHZ或波长小于0.1米)的PCB。是在微波基材覆铜板上采用普通刚性电路板制造方法的部分工艺或采用特殊加工方法生产的电路板。一般来说,高频板可以定义为频率在1GHz以上的电路板。一般频率使用FR-4板即可,但1-5G左右的频率应使用高频材料,如半陶瓷材料。 比较常用的有ROGERS 4350系列、4003系列、5880系列等等……但是如果已经高于5G频率的话,最好用PTFE材料,也就是聚四氟乙烯,这种材质高频性能好,但加工工艺有局限性,比如不能做热风整平的表面工艺。

随着科学技术的飞速发展,越来越多的设备设计用于微波频段(1GHZ)甚至毫米波领域(30GHZ)的应用。这也意味着频率越来越高,对电路板的材料要求也越来越高。例如,基板材料需要具有优良的电性能、良好的化学稳定性,并且随着电源信号频率的增加在基板上的损耗很小,因此高频板的重要性就凸显出来了。

二、PCB高频板应用领域


2.1 移动通讯产品


2.2 功率放大器、低噪声放大器等


2.3 功分器、耦合器、双工器、滤波器等无源元件


2.4 车辆防撞系统、卫星系统、无线电系统等领域。电子设备的高频化是发展趋势。

三。高频板的分类


3.1 粉末陶瓷填充热固性材料


A、生产厂商:


罗杰斯的 4350B/4003C


Arlon 的 25N/25FR


Taconic的TLG系列

B、处理方法:


加工工艺与环氧树脂/玻璃编织布(FR4)类似,只是板材比较脆,容易折断。钻孔和锣板时,钻嘴和锣刀的寿命减少20%。

3.2 PTFE(聚四氟乙烯)材料

A、生产厂商:


1 罗杰斯的 RO3000 系列、RT 系列、TMM 系列


2 Arlon 的 AD/AR 系列、IsoClad 系列、CuClad 系列


3 Taconic的RF系列、TLX系列、TLY系列


4 泰兴微波的F4B、F4BM、F4BK、TP-2

B、加工方法

1.开料:必须保留保护膜开料,防止划伤和压痕

2. 钻孔:

2.1 使用全新钻头(标准130),一块一迭最好,压脚压力为40psi

2.2 铝片为盖板,再用1mm密胺垫板,将PTFE板紧固

2.3 钻孔后用风枪吹出孔内粉尘

2.4 使用最稳定的钻机和钻孔参数(基本上是孔越小,钻速越快,Chip load越小,回速越小)

3. 孔处理

等离子处理或萘钠活化处理有利于空金属化

4.PTH沉铜

4.1 微蚀后(微蚀速率控制在20微英寸),在PTH拉从除油缸开始进板


4.2 如有必要,便过第二次PTH,只需从预计缸开始进板

5. 阻焊

5.1 前处理:采用酸性洗板,不能用机械磨板

5.2 前处理后焗板(90℃,30min),刷上绿油固化

5.3 分三段烘烤:一段为80℃、100℃、150℃,时间各为30min(如发现基材面甩油可以返工:把绿油洗掉,重新活化处理)。

6.锣板

将白纸铺在聚四氟乙烯板的线路面上,上下用1.0MM厚度蚀刻去铜的FR-4基板或酚醛底板夹住,

锣板后板边的毛刺需要用手工仔细修整,防止损坏基材和铜面,然后用相当尺寸的无硫纸隔开,目视检查。减少毛刺,关键是锣板过程去肖效果要好。

四:工艺流程

1、NPTH的PTFE板加工流程

开料-钻孔-干膜-检验-蚀刻-蚀检-阻焊-字符-喷锡-成型-测试-最终检验-包装-出货

2、PTH的聚四氟乙烯板加工流程

开料-钻孔-孔处理(等离子处理或萘钠活化处理)-沉铜-板电-干膜-检验-图电-蚀刻-蚀检-阻焊-字符-喷锡-成型-测试-最终检验-包装-出货

五:总结:高频板加工难点

1、沉铜:孔壁不易上铜

2、图形转移、蚀刻、线宽的线路缺口、沙孔的控制

3、绿油工艺:绿油附着力,绿油起泡控制

4、各工序出现严格控制表面划痕等。

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