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多层高频混压PCB材料选择

发布日期:2021-01-14 15:43:47  |  关注:1291

    FR4和碳氢化合物材料的结合一般来说只存在少量的制程问题。主要体现在转孔和层压上。在这种层压的结构上转孔,通常需要采用实验设计来建立合适的进刀/速度模型。层压的问题主要是由于FR4的半固化片和高频材料的半固化片的压合曲线有很大的不同造成的。为保证板材的可靠性,当使用FR4和碳氢化合物半固化片时,有些方法可供考虑选择。

    方法之一是用高频半固化片代替FR4半固化片并选择合适的压合曲线。高频半固化片的价格和高频基材相比比较便宜,并且如果所有的半固化片都采用相同的材料,那么多层高频混压PCB循环也会相对简单。如果FR4的半固化片不能替代,那就必须采用顺序层压的方式。将FR4半固化片的层压循环曲线放在第一位,高频材料的层压循环曲线放在后面。

    使用FR4和高频PTFE电路材料构成多层高频混压PCB,通常会面临更多的挑战。但是,也会有一些例外。因为有一些种类的以PTFE为基材的材料相比其它PTFE材料,其电路制程更加简单。尽管添加了陶瓷的PTFE基材的材料在电路制程上比纯的PTFE基材的材料较少考虑电路制程,但是转孔、PTH处理和尺寸的稳定性是几个必须考虑的事项。

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    PTH转孔时主要考虑的是PTFE,其相比FR4来说要软一些。当转孔工具通过软硬材料的结合面时,在PTH的孔壁上,软的材料会被拉伸一定的长度。这可能会导致出现一个非常严重的可靠性问题。通常,通过实验设计和对转孔工具寿命的研究,可以获得正确的进刀和转孔速度。很多情况下,在转孔工具刚开始用的时候,这种情况并不会发生。因此,通过掌控转孔工具的寿命,可以将此问题的影响做到最小化。

    两种类型材料的PTH孔的电镀处理要加以重视。Plasma循环可能需要两个不同的循环或者包含不同阶段的一个循环。FR4材料在第一个Plasma循环被处理,PTFE材料在第二个Plasma循环被处理。通常,FR4的Plasma工艺用CF4-N2-O2气体,PTFE使用氦气或者联氨气体。为提高通孔孔壁的湿溶度,建议使用氦气来处理PTFE材料。如果湿法制程备用在PTH处理中,请先用高锰酸钾处理FR4材料,然后采用钠萘处理PTFE材料。

    尺寸稳定性,或者说缩放比例,也是PTFE和FR4混合材料(多层高频混压PCB)所面临的一个问题。通过最大可能的减少PTFE材料上的机械压力,可以降低其的发生。不建议用力擦洗材料,因为会增加材料的随机机械压力。建议使用化学清理工艺,可以为后续的铜处理工艺做准备。较厚的PTFE材料,其尺寸稳定性的问题越少。添加了玻璃编织布的PTFE材料,其尺寸稳定性也会更好。

    总之,由FR4和高频材料组成的多层高频混压PCB的生产制造会有少量的兼容性问题。但一些电路制程上的要点需要被特殊处理。