FR-4局部嵌入高频材料混压板制作

曾祥福 周 刚 王 欣

（广东科翔电子科技有限公司，广东 惠州 516081）

Fabrication of PCB by local embedding of high frequency materials in FR-4

Zeng Xiangfu Zhou Gang Wang Xin

0 前言

在当今PCB加工成本不断提高的背景下，使用PCB局部混压的方式可以有效节省板料，降低成本。传统的PCB设计过程中，通常整个高频信号层上选用高频材料，与其它层次的普通FR-4材料进行混压。通过合理的控制叠层结构与压合参数，目前这种混压结构已经批量化生产。如果PCB 结构中有局部高密度的要求，则可以局部埋入高频子板。局部混压分为平面局部混压和立体局部混压，现主要阐述平面局部混压技术这种局部埋入高频材料的制作方法。

1 产品信息及拼版设计

本产品是一款平面局部混压产品，为六层板。母板采用FR-4材料，子板采用TSM-DS3高频材料，从L1-L4嵌入到母板上，产品信息见表1，拼版设计如图1。

表1 FR-4局部嵌入式混压子母板产品信息

图1 局部混压子母板拼版及压合结构

2 产品工艺流程

（1）子板制作流程。

开料（材料：TSM-DS 0.254 mm H/H）→内层→压合→机械钻孔→等离子除胶→一次厚铜（孔铜min：18 μm）→树脂塞孔→外层图形→成型

（2）子母板制作流程。

开料（材料：NP175R 0.45 mm 1/1）→机械钻孔→成型→内层→压合（子板嵌入母板预留槽内采用铆钉方式保证层间对准度）→机械钻孔→等离子除胶→ 一次厚铜（孔铜min：18 μm）→外层图形→防焊→文字→成型

3 关键技术

3.1 错位控制

（1）子母板采用LED曝光机制作，层间错位控制25 μm（1 mil）以内；（2）子板嵌入母板压合采用铆钉的方式制作，铆钉孔设计成2.5 mm（如图2），压合用热铆一体机制作，保证了多次操作不造成层间错位；（3）压合后确认对角层间对准环（如图3）。

图2 子板铆钉设计实物图

图3 子板压合后对角对准环

小结：通过控制内层、压合制作工艺及作业参数，压合后确认层间对准度，层间错位≤0.1 mm（4 mil），满足品质要求。

3.2 流胶及填胶控制

（1）子母板线路制作单面L2面线路，子板L1面使用高温胶带保护；母板使用蓝胶保护，压合前撕掉蓝胶再棕化；（2）成型使用CCD成型机制作，子板尺寸精度公差±0.05 mm，母板L2/L3成型铣嵌入子板槽位，母板铣槽尺寸比子板尺寸板边大0.05 mm；（3）子板嵌入母板采用铆钉方式固定，预叠L1/L2、L3/L4之间半固化片不开槽处理，压合过程中已确保流胶完全填充子板与母板嵌入位置的缝隙，压合后产品如图4。

图4 嵌入子板压合后产品图

小结：通过制作确认，子母板相嵌通过上述作业方式可有效改善填胶不足问题。

3.3 板面平整度控制

（1）设计子板压合后厚度0.65 mm±0.05 mm，母板嵌入层设计厚度0.68 mm±0.05 mm；（2）压合需使用BK压机专用程序（见表2）。（3）压合后全测子板板厚为0.68 mm，合格；（4）压合后子母板嵌入处有轻微台阶，板面不平整处做外层线路有过蚀异常。

小结：板面平整度问题，通过此加工方案不能解决，后续改善方案如下：母板嵌入子板层设计厚度为0.5 mm±0.05 mm，压合时上下垫三合一离型膜做缓冲材料。

表2 局部混压子母板压合程序表

4 总结

（1）局部嵌入混压子母板错位问题通过设计铆钉方式加工可有效解决此问题；（2）局部嵌入混压子母板流胶及填胶，通过子板L1层贴高温胶保护，压合预叠L1/L2、L3/L4之间半固化片不开槽处理，可有效解决品质问题；（3）局部嵌入混压子母板平整度，设计子板压合后厚度0.65 mm±0.05 mm，母板嵌入层设计厚度0.68 mm±0.05 mm，压合后板面不平整有台阶差；后续改善方案子板设计厚度调整0.7 mm±0.05 mm，确保压合厚度走上限控制；压合时上下垫三合一离型膜做缓冲材料；（4）此类板为目前较前沿产品，首次制作技术及加工方案均不成熟，需进一步研究制作。