微波技術 - 羅傑斯高頻板/射頻微波電路板及金屬基板的研究

羅傑斯高頻板/射頻微波電路板及金屬基板的研究

前幾年, 在 PCB行業, 最時尚的科技和產品是 HDI多層板(high-density interconnects) and Build-up Multilayer (multilayer printed boards).

然而，在市場經濟和高科技產品的發展趨勢中，還有另一個分支，即高頻微波印製板和金屬基印製板。 今天，我將談談這兩個問題。

1讓我們談談 高頻微波印製板 第一

1、高頻微波印製板在中國大地上流行起來。 近年來，華東、華北和珠江3角洲的許多印製板公司一直盯著高頻微波板市場，收集高頻波和PTFE。 乙烯（聚四氟乙烯、聚四氟乙烯）的動態與資訊，將這種新型印製板視為電子資訊高科技產業不可或缺的配套產品，並加强研發。

一些公司老闆已將高頻微波板確定為未來企業的新經濟增長點。 外國專家預測，高頻微波面板市場將迅速發展。

在通信領域, 醫療護理, 軍事的, 汽車, 電腦, 和儀器, 對高頻微波面板的需求正在迅速增長. 幾年後, 高頻微波板s可能占全球印製板總數的15%左右. 許多的 PCB公司 在臺灣, 韓國, 歐洲, 美國, 日本已經製定了朝著這個方向發展的計畫.

過去兩年，歐美高頻微波片材供應商羅傑斯、阿龍、塔科尼克、梅特科爾德、吉爾、日本中島已進入中國潜在的大市場，尋找代理商和教學相關科技。

美國GIL公司在深圳舉辦了“高頻微波印製板應用與製造技術”講座。 數百個座位都坐滿了。 走廊裏也擠滿了企業代表，他們在聽演講。 許多首席執行官聽了講座。 技術講座天數。

我真的沒想到國內同行會對高頻板如此感興趣。 歐洲和美國的鈑金供應商已經可以提供100多個品種的板材系列，介電常數範圍從2.10、2.15、2.17、。。。 到4.5，甚至更高。 據瞭解，在珠江3角洲和長江3角洲，許多公司都在廣告中表示，他們可以批量訂購特氟龍和高頻板。

據說，一些公司的月產量已達到數千平方米的水准。 國內許多雷達和通信研究所印製板廠對高頻微波板的需求逐年增加。

華為、貝爾、武漢郵科院等國內主要通信公司對高頻微波印製板的需求逐年增加。 從事高頻微波產品的外國公司也已遷至中國，購買附近用於高頻微波的印製板。

各種迹象表明，高頻微波面板在中國正在升溫。 （什麼是高頻？300MHZ以上，即波長超過1米的短波頻率範圍，通常稱為高頻。）

2、為什麼會變熱？

（1）最初用於軍事目的的高頻通信的一部分頻段被轉移到民用（從1996.年開始），這大大發展了民用高頻通信。 它已在遠程高速通信、導航、醫療、運輸、運輸和儲存等各個領域展示了自己的技能。

（2）高保密性和高傳輸質量使行动电话、車載電話和無線通訊朝著高頻方向發展，高畫質使廣播和電視能够以VHF和UHF傳輸到廣播節目。 大容量資訊傳輸要求衛星通信、微波通信和光纖通信為高頻。

（3）電腦技術的處理能力新增了，資訊存儲能力也新增了，迫切需要高速訊號傳輸。 總之，電子資訊產品的高頻、高速對印製板的高頻特性提出了更高的要求。

3、為什麼印製板要求具有低ε（Dk）？ ε或Dk，稱為介電常數，是填充某種物質的電極之間的電容與相同結構的真空電容器的電容之比。

它通常表示某種資料儲存電能的能力。

ε較大時，存儲電能的能力較大，電路中電訊號的傳送速率將降低。

通過印製板的電信號的當前方向。 通常正負交替變化，這相當於基板連續充放電的過程。 在交換中，電容會影響傳送速率。 這種效應在高速傳輸設備中更為重要。

低ε意味著存儲容量小，充放電過程快，囙此傳送速率也快。 囙此，在高頻傳輸中，需要低介電常數。

另一個概念是介電損耗。 在交變電場的作用下，介電材料因熱而消耗的能量稱為介電損耗，通常用介電損耗因數tanδ表示。 ε和tanδ是成比例的，高頻電路也需要低ε和小介電損耗tanδ，囙此能量損耗也很小。

4、聚四氟乙烯（Teflon）

在印製板基材中，PTFE的介電常數最低，一般只有2.6～2.7，而普通玻璃布環氧樹脂基材FR4的介電常數為4.6～5.0，所以特氟隆印製板的訊號傳送速率遠快於FR4（約40%）。

聚四氟乙烯板的中間損耗因數為0.002，比FR4的0.02低10倍，能量損耗小得多。 此外，PTFE被稱為“塑膠之王”。 它具有優异的電絕緣性、化學穩定性和熱穩定性（300℃以下無溶劑溶解），囙此高頻高速訊號傳輸必須首先使用特氟龍或其他低介電常數基板。

我已經看到Polyflon、Rogers、Taconic、Arlon和Meclad可以提供介電常數為2.10、2.15、2.17和2.20的基板。 10GHZ下的介質損耗因數為0.0005至0.0009。 PTFE乙烯基資料的效能非常好，但其加工成印製板的工藝與傳統FR4工藝完全不同。 這方面將在後面討論。

過去兩年，除了2.15和2.6的ε要求外，我們還經常使用羅傑斯RO4000、GIL1000系列等。

5、高頻微波板的基本要求

由於是高頻訊號傳輸，對成品印製板導體的特性阻抗要求嚴格，板的線寬通常要求為±0.02mm（最嚴格為±0.015mm）。 囙此，需要嚴格控制蝕刻過程，並且需要根據銅箔的線寬和厚度對用於光成像傳輸的膜進行補償。

這種印製板的電路傳輸的不是電流，而是高頻電脈衝訊號。 導線上的凹坑、間隙、針孔等缺陷會影響傳輸，任何此類小缺陷都是不允許的。

有時，焊接掩模的厚度也受到嚴格控制，電路上的焊接掩模太厚或太薄，無法達到幾微米。

·在288攝氏度、10秒、1～3次的熱衝擊下，孔壁未發生分離。 對於聚四氟乙烯板，必須解决孔內的潤濕性，使化學鍍銅孔無孔，孔內電鍍的銅層能承受熱衝擊，這是製作聚四氟乙烯多孔板的難點。

是這種產品。

·翹曲：通常為0.5~0.要求成品板的7%. 6. 的處理難度 高頻微波板 基於PTFE板的物理和化學特性, 這使得其加工工藝不同於傳統的FR4工藝. 如果在與傳統環氧樹脂玻璃纖維覆銅板相同的條件下加工, 無法獲得合格產品.

（1）鑽孔：基材較軟，鑽孔層板數量少。 通常0.8mm板厚適用於兩片一疊； 速度應較慢； 使用新鑽頭時，鑽頭的頂角和螺紋角都有各自的特點。 特殊要求。

(2) Printed solder mask: After the board is etched, 在印刷焊接掩模之前，不能使用滾筒刷對電路板進行拋光, 以免損壞基板. 建議使用化學方法進行表面處理. 要實現這一點：無需研磨電路板, 列印焊接掩模後, 電路與銅表面均勻，無氧化層, 這絕非易事.

（3）熱風整平：根據氟樹脂的固有特性，應儘量避免板材的快速加熱。 在噴塗錫之前，在150°C下進行大約30分鐘的預熱處理，然後立即噴塗錫。 錫槽的溫度不得超過245攝氏度，否則會影響隔離墊的附著力。

（4）銑削輪廓：氟樹脂柔軟，普通銑刀的銑削輪廓有許多毛刺和不均勻。 有必要使用合適的專用銑刀銑削輪廓。

（5）工序間運輸：不能垂直放置，只能用紙平放在籃子裏，整個過程中手指不允許接觸板上的電路圖案。 整個過程可防止刮傷和劃傷。 線路刮痕、針孔、凹痕和凹痕將影響訊號傳輸，電路板將被拒收。

（6）蝕刻：嚴格控制側面腐蝕、鋸齒、缺口，嚴格控制線寬公差±0.02mm。 用100倍放大鏡檢查。

（7）化學鍍銅：化學鍍銅的預處理是聚四氟乙烯板製造中最困難和關鍵的步驟。 沉銅的預處理方法很多，但總的來說，它可以穩定質量，適合大規模生產。