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高频板多层混压PCB板

发布日期:2022-06-10 15:30:10  |  关注:3201

高频板多层混压PCB板需要使用比传统普通多层PCB板不一样关键特性的材料。高频板混合板可以是FR4和所有国产或者进口的高频板材的混合,或者不同DK的高频板材的混和。随着技术的革新,混合结构正变得越来越流行。这不但带来了好处,但面临的挑战同样需要我们更好的去理解。


使用高频板多层混压板的原因主要有3个:成本,改善可靠性和增强电性能。高频线路板材料比FR4要贵很多。有时候,使用FR4和高频线路板的混压可以解决成本的问题。很多时候,高频板多层混压PCB板有些线路对电性能要求很高,有些则要求不高。这种情况下,对电性能要求不高的部分就会使用FR4,而对电性能要求高的部分就会使用更贵的高频材料。


另外一个使用高频板多层混压PCB板的原因是当使用的PCB板材料的CTE值比较高的时候,可以提升可靠性。一些高频的PTFE材料具有高CTE的特性,而这个会造成可靠性的问题。当一个低CTE的FR4材料和一个高CTE材料结合在一起做成高频板多层线路板的时候,复合CTE是可以接受的。一些使用不同DK的材料混压的目的是要提升电性能。在一些合路器和滤波器的应用里面,使用不同DK值材料的混压,会有利于电性能的提升。FR4和高频材料的混合正变得越来越普遍,因为FR4和绝大多数的高频线路板材料很少有兼容性的问题。然而,有几个高频线路板制造的问题还是值得关注。

高频板多层混压PCB板.jpg

在混压结构中使用高频板材会造成因为特殊工艺的缘故而引起的温度的极大的差异。基干PTFE的高频材料在线路的制造过程中会带来很多的问题,因为需要特殊的钻孔和过孔电镀PTH的准备要求。基于碳氢树脂的板材却很好加工,使用跟标准的FR4一样的线路制作流程,技术就可以了。


FR4和基于碳氢树脂材料的高频板材的混压基本没有加工制造的问题。最主要的问题是钻孔和压合。要建立一个正确的钻头feed和钻孔速度,需要设计经验。FR4PP片的压合是一个问题,因为需要一个跟碳氢高频材料非常不一样的ramprate坡值(温升率)。为了有更可靠的混压,有几个选项值得考虑。第一,用高频材料的PP片取代FR4的P片,并使用正确的压合循环laminationcycle高频材料的P片通常不会像覆铜板那么贵,并且,同种材料的粘合层更有利于更加简单的压合循环lamination cycle当FR4P片不能被取代的时候,就必须安顺序压合:先压FR4的P片,接着再压高频材料的P片。


FR4和PTFE 材料的混压就更具有挑战性了,但是也有例外。有一些不同类型的PTFE覆铜板,其中一些比另外一些更容易加工。即使陶瓷填料的PTFE覆铜板相对存 PTFE来说,加工问题更少些,但同样需要考虑钻孔,PTH过孔电镀准备和尺寸稳定性。


PTH钻孔最大的问题是PTFE材料相对比较软,而FR4比较硬。当钻PTH并且钻孔工具,孔里面会有一些软的材料延伸覆盖到PTH的孔壁。这个会造成严重的可靠性问题。通常,钻头和钻孔速度必须由经验丰富的工程师来决定,并且钻头的使用寿命也值得研究。很多时候,flapdefect在钻头早期使用的时候并不会出现,所以,更好的理解钻头的寿命对减少这样的担心是非常重要的。PTH准备必须针对以下两种类型的材料:电镀的通孔工艺等离子循环可能需要2个不同的循环或者一个循环,但多个阶段。在第一个等离子循环里面,应该先处理FR4材料,然后第二个循环再处理PTFE材料。通常,在等离子处理工艺里面,FR4用CF4-N2-O2气体,而PTFE用He或者NH气体。对于PTFE材料,了改善过孔孔壁的可湿性,更好的建议是使用 helium(He)氦。如果在准备PTH的时候要使用wetprocessing,那么先对FR4执行 permanganate工艺,然后再对PTFE材料做sodiumnaphthalene处理。


对于FR4和PTFE材料的高频板多层混压PCB板,尺寸稳定性或者缩放必然会是一个问题。通过尽量减少作用在PTFE材料上的机械压力,可以减少问题的发生。Scrubbingthepanel induces random mechanical stresses and is notrecommended对于准备铜箔接下来的工艺流程,化学清洗工艺会是一个更好的办法。越厚的PTFE覆铜板,出现尺寸稳定性的问题就越少。同样,有玻纤增强的PTFE基材在尺寸方面也会更加稳定。


总的来说,FR4和高频线路材料的混压PCB板制造基本没有什么兼容性的问题。但是几种对于线路板制造的担心仍然值得注意。为了有更好的结果,当需要高频板多层混压PCB板的时候,建议高频线路板厂于材料制造商先进行沟通,交流,讨论。