高频板制作关键技术探讨

陈 健（胜宏科技（惠州）股份有限公司，广东 惠州 516211）

高频板制作关键技术探讨

陈 健
（胜宏科技（惠州）股份有限公司，广东 惠州 516211）

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。文章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。

高频；通讯；除胶；层间精度；孔粗

1 背景

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。

2 高频板基本介绍

2.1 高频板的定义

高频微波印制板是指用于高频率（频率大于300 MHz或波长小于1 m）与微波（频率大于3 GHz或波长小于0.1 m）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

2.2 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。

合入器、功分器、双工器、滤波器、耦合器等无源器件。

2.3 高频板的材料特性

介电常数Dk比FR-4板材要低（介电常数越低，它的电信号传播速度就越快）。FR-4介电常数为4.3，高频板一般在2.0～4.0。

Tg温度比FR-4高（Tg是指压合时玻璃化转化所需的温度）。Tg普通FR-4:130 ℃，中/高TgFR-4分别为：150 ℃/ 170 ℃，高频板一般≥170 ℃ 。

3 高频板重点流程制作技术介绍

3.1 高频板工艺制作流程

（1）频段在＜10 Ghz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≥10 Ghz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＜10 Ghz的材料采用高Tg除胶方式，而≥10 Ghz的则采用等离子除胶方式。以下为两种除胶方式的制作参数，以供参考。

（4）等离子处理参数如表1。

表1

（5）高Tg除胶处理参数如表2。

表2

3.2 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±0.05 mm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、图片如表3、图1。

表3

图1

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 ℃/min ～ 2.3 ℃/min，高温高压时间150 min确保料温达到180 ℃持续90 min以上。

④切片分析，层间偏移度要求≤0.1 mm，实际切片测量层间对准度结果为75.788 μm（3 mil），符合要求，切片图如图2。

图2

（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（高频板的钻孔参数图3）。

图3

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，不同钻头类型，不同下钻次数，试验镀铜后孔粗品质对比（孔粗要求＜1 mil）（表4）。

表4

③孔粗图片分析。全新钻刀500 hit ～ 800 hit孔粗图片分析（图4）。

④实验证实：通过电镀后切片分析，全新钻头下钻500 hit ～ 800 hit以及研一500 hit、研二700 hit能够满足孔壁孔粗品质要求，合格；其他条件均有超出0.025 mm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 hit ～ 600 hit镀铜后的品质较为佳。

图4

4 结论

本文通过介绍两种不同频段的高频材料，总结出3 GHz ～ 10 GHz和10 GHz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 GHz ～ 10 GHz高频板适合采用高Tg除胶方式，10 GHz（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、起刀速和钻头下钻次数均对高频板的孔粗控制有所改善。

陈健，主要从事PCB板制造新工艺/技术研究开发工作。有十年以上的PCB工艺和制造的工作经验，曾主导过多种品质改善专案，并取得显著成效。

致 歉 与 更 正

致读者：

2014年1月期中林金堵、吴梅株的《精细微孔的激光加工的发展》一文，由于排版软件格式问题，出现如下错误，现做更正：

页 码 错 误 正 确P26摘要第3行 飞秒（10s～15s）脉冲技术 飞（10-15）秒脉冲技术P26英文摘要第3行 （10-15second） （10-15second）pulse P29左栏倒数第16行 如纳（10～9）秒级 如纳（10-9）秒级P29左栏倒数第15行 皮（10～12）秒级 如皮（10-12）秒级P29右栏第1行、第3行、第12行 飞（10～15）秒 飞（10-15）秒P29右栏第倒数第6行 飞（10～15）秒 飞（10-15）秒

对此情况的发生，衷心地向此文作者与广大读者表示歉意！

本刊编辑部

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