近幾年,歐美高頻板材供應(yīng)商Rogers、Arlon、Taconic、Metclad、GIL日本Chukoh開始進(jìn)軍中國市場,并開始在中國投資。高頻微波板市場看好的同時(shí),與一般的電路板有什么不一樣的技術(shù)工藝要求呢?
為什么高頻微波板技術(shù)工藝要求異于普通電路板
高頻微波板是高頻信號(hào)傳輸,要求成品印制板導(dǎo)線的特性阻抗是嚴(yán)格的,板的線寬通常要求±0.02mm(最嚴(yán)格的是±0.015mm)。因此,蝕刻過程需嚴(yán)格控制,光成像轉(zhuǎn)移用的底片需根據(jù)線寬、銅箔厚度而作工藝補(bǔ)償。
高頻微波電路板的線路傳送的不是電流,而是高頻電脈沖信號(hào),導(dǎo)線上的凹坑、缺口、針孔等缺陷會(huì)影響傳輸,任何這類小缺陷都是不允許的。有時(shí)候,阻焊厚度也會(huì)受到嚴(yán)格控制,線路上阻焊過厚、過薄幾個(gè)微米也會(huì)被判不合格。熱沖擊288℃,10秒,1~3次,不發(fā)生孔壁分離。對(duì)于聚四氟乙烯板,要解決孔內(nèi)的潤濕性,作到化學(xué)沉銅孔內(nèi)無空穴,電鍍?cè)诳變?nèi)的銅層經(jīng)得起熱沖擊,這是作好Teflon孔化板的難點(diǎn)之一。正因?yàn)槿绱?,許多基材廠商研發(fā)生產(chǎn)出ε高一點(diǎn),而化學(xué)沉銅工藝同常規(guī)FR4作法一樣的替代品,Rogers Ro4003(ε3.38)和西安704廠的LGC-046(ε3.2±0.1)就是這類產(chǎn)品。翹曲度:通常要求成品板0.5~0.7%。
高頻微波板的技術(shù)工藝難點(diǎn)
基于聚四氟乙烯板的物理、化學(xué)特性,使其加工工藝有別于傳統(tǒng)的FR4工藝,若按常規(guī)的環(huán)氧樹脂玻纖覆銅板相同條件加工,則無法得到合格的產(chǎn)品。
(1)鉆孔:基材柔軟,鉆孔疊板張數(shù)要少,通常0.8mm板厚以兩張一疊為宜;轉(zhuǎn)速要慢一些;要使用新鉆頭,鉆頭頂角、螺紋角有其特殊的要求。
(2)印阻焊:板子蝕刻后,印阻焊綠油前不能用輥刷磨板,以免損壞基板。推薦用化學(xué)方法作表面處理。要做到這一點(diǎn):不磨板,印完阻焊后線路和銅面均勻一致,沒有氧化層,決非易事。
(3)熱風(fēng)整平:基于氟樹脂的內(nèi)在性能,應(yīng)盡量避免板材急速加熱,噴錫前要作150℃,約30分鐘的預(yù)熱處理,然后馬上噴錫。錫缸溫度不宜超過245℃,否則孤立焊盤的附著力會(huì)受到影響。
(4)銑外形:氟樹脂柔軟,普通銑刀銑外形毛刺非常多,不平整,需要以合適的特種銑刀銑外形。
(5)工序間運(yùn)送:不能垂直立放,只能隔紙平放筐內(nèi),全過程不得用手指觸摸板內(nèi)線路圖形。全過程防止擦花、刮傷,線路的劃傷、針孔、壓痕、凹點(diǎn)都會(huì)影響信號(hào)傳輸,板子會(huì)拒收。
(6)蝕刻:嚴(yán)格控制側(cè)蝕、鋸齒、缺口,線寬公差嚴(yán)格控制±0.02mm。用100倍放大鏡檢查。
(7)化學(xué)沉銅:化學(xué)沉銅的前處理是制造Teflon板的最大難點(diǎn),也是最關(guān)鍵的一步。有多種方法作沉銅前處理,但總結(jié)起來,能穩(wěn)定質(zhì)量適合于批量生產(chǎn)的,不外乎兩種方法:
方法一:化學(xué)法:金屬鈉加荼四氫膚喃等溶液,形成荼鈉絡(luò)合物,使孔內(nèi)聚四氟乙烯表層原子受到浸蝕達(dá)到潤濕孔的目的。這是經(jīng)典成功的方法,效果良好,質(zhì)量穩(wěn)定,但毒性大,金屬鈉易燃,危險(xiǎn)性大,需專人管理。
方法二:Plasma(等離子體)法:需要進(jìn)口的專用設(shè)備,在抽真空的環(huán)境下,在兩個(gè)高壓電極之間注入四氟化碳(CF4)或氬氣(Ar2)氮?dú)猓∟2)、氧氣(O2)氣體,印制板放在兩個(gè)電極之間,腔體內(nèi)形成等離子體,從而把孔內(nèi)鉆污、臟物除掉。
對(duì)ε3.38和Rogers Ro4003高頻基材,具有聚四氟乙烯玻纖基材類似的高頻性能,又具有FR4基材類似的容易加工的特點(diǎn),這是以玻纖和陶瓷作填料,玻璃化溫度Tg>280℃的高耐熱材料。這種基材鉆孔非常耗鉆頭,需使用特殊的鉆機(jī)參數(shù),銑外形要常換銑刀;但其它加工工藝類似,不需要作特殊的孔處理,所以得到了許多PCB廠和客戶的認(rèn)可,但Ro4003不含阻燃劑,板子到達(dá)371℃,板子可引起燃燒。國營704廠LGC-046板材,為改性聚苯醚(PPO)型,介電常數(shù)3.2,加工性能同F(xiàn)R4,這個(gè)產(chǎn)品在國內(nèi)亦獲得不少單認(rèn)可使用。
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