什么是高頻板?詳細(xì)解析高頻板參數(shù)

　　什么是高頻板

　　電磁頻率較高的特種線路板，一般來(lái)說(shuō)，高頻可定義為頻率在1GHz以上。其各項(xiàng)物理性能、精度、技術(shù)參數(shù)要求非常高，常用于汽車防碰撞系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、無(wú)線電系統(tǒng)等領(lǐng)域。價(jià)格高昂，通常每平方厘米價(jià)格在1.8左右，約合每平米1.8萬(wàn)元。

　　高頻板線路板特點(diǎn)

　　1、阻抗控制要求比較嚴(yán)格，相對(duì)線寬控制的很嚴(yán)格，一般公差百分之二左右。

　　2、由于板材特殊，所以PTH沉銅時(shí)的附著力不高，通常需要借助等離子處理設(shè)備等先對(duì)過(guò)孔及表面進(jìn)行粗化處理，以增加PTH孔銅和阻焊油墨的附著力。

　　3、做阻焊之前不能磨板，不然附著力會(huì)很差，只能用微蝕藥水等粗化。

　　4、板材多數(shù)是聚四氟乙烯類的材料，用普通銑刀成型會(huì)有很多毛邊，需專用銑刀。

　　5、高頻電路板是電磁頻率較高的特種電路板，一般來(lái)說(shuō)高頻可定義為頻率在1GHz以上。

　　其各項(xiàng)物理性能、精度、技術(shù)參數(shù)要求非常高，常用于汽車防碰撞系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、無(wú)線電系統(tǒng)等領(lǐng)域。

　　詳細(xì)解析高頻板參數(shù)

　　電子設(shè)備高頻化是發(fā)展趨勢(shì)，尤其在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通訊的日益發(fā)展，信息產(chǎn)品走向高速與高頻化，及通信產(chǎn)品走向容量大速度快的無(wú)線傳輸之語(yǔ)音、視像和數(shù)據(jù)規(guī)范化。因此發(fā)展的新一代產(chǎn)品都需要高頻基板，衛(wèi)星系統(tǒng)、移動(dòng)電話接收基站等通信產(chǎn)品必須應(yīng)用高頻電路板，在未來(lái)幾年又必然迅速發(fā)展，高頻基板就會(huì)大量需求。

　?。?）高頻電路板基材與銅箔的熱膨脹系數(shù)一定要是一致的，如果不一致的話會(huì)在冷熱變化過(guò)程中造成銅箔分離。

　?。?）高頻電路板基材吸水性要低，吸水性高就會(huì)在受潮時(shí)造成介電常數(shù)與介質(zhì)損耗。

　?。?）高頻電路板基材介電常數(shù)（Dk）一定得小而穩(wěn)定，一般來(lái)說(shuō)是越小越好，信號(hào)的傳送速率與材料介電常數(shù)的平方根成反比，高介電常數(shù)容易造成信號(hào)傳輸延誤。

　?。?）高頻電路板基板材料介質(zhì)損耗（Df）必須小，這主要影響到信號(hào)傳送的品質(zhì)，介質(zhì)損耗越小使信號(hào)損耗也越小。

　?。?）高頻電路板基板材料其它耐熱性、抗化學(xué)性、沖擊強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度等亦必須良好。一般來(lái)說(shuō)，高頻可定義為頻率在1GHz以上。目前較多采用的高頻電路板基材是氟糸介質(zhì)基板，如聚四氟乙烯（PTFE），平時(shí)稱為特氟龍，通常應(yīng)用在5GHz以上。另外還有用FR-4或PPO基材，可用于1GHz~10GHz之間的產(chǎn)品。

　　現(xiàn)階段所使用的環(huán)氧樹(shù)脂、PPO樹(shù)脂和氟系樹(shù)脂這三大類高頻電路板基板材料，以環(huán)氧樹(shù)脂成本最便宜，而氟系樹(shù)脂最昂貴;而以介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、吸水率和頻率特性考慮，氟系樹(shù)脂最佳，環(huán)氧樹(shù)脂較差。當(dāng)產(chǎn)品應(yīng)用的頻率高過(guò)10GHz時(shí)，只有氟系樹(shù)脂印制板才能適用。顯而易見(jiàn)，氟系樹(shù)脂高頻基板性能遠(yuǎn)高于其它基板，但其不足之處除成本高外是剛性差，及熱膨脹系數(shù)較大。對(duì)于聚四氟乙烯（PTFE）而言，為改善性能用大量無(wú)機(jī)物（如二氧化硅SiO2）或玻璃布作增強(qiáng)填充材料，來(lái)提高基材剛性及降低其熱膨脹性。

　　另外因聚四氟乙烯樹(shù)脂本身的分子惰性，造成不容易與銅箔結(jié)合性差，因此更需與銅箔結(jié)合面的特殊表面處理。處理方法上有聚四氟乙烯表面進(jìn)行化學(xué)蝕刻或等離子體蝕刻，增加表面粗糙度或者在銅箔與聚四氟乙烯樹(shù)脂之間增加一層粘合膜層提高結(jié)合力，但可能對(duì)介質(zhì)性能有影響，整個(gè)氟系高頻板基板的開(kāi)發(fā)，需要有原材料供應(yīng)商、研究單位、設(shè)備供應(yīng)商、PCB制造商與通信產(chǎn)品制造商等多方面合作，以便跟上高頻電路板這一領(lǐng)域快速發(fā)展的需要。

　　高頻板的生產(chǎn)流程

　　1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)

　　1.1材料選用設(shè)計(jì)：

　　因高頻板應(yīng)用的特殊性，要求產(chǎn)品信號(hào)傳播速度快，損耗小，穩(wěn)定性高，其部分耐高低溫問(wèn)題、耐溶劑等特殊性的要求，客戶在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)對(duì)其產(chǎn)品的特性進(jìn)行評(píng)估，并有考慮其電器特性，所以一般MI設(shè)計(jì)選擇材料時(shí)應(yīng)依據(jù)客戶的要求進(jìn)行。

　　在選用板材的選用上需要特別的注意，依據(jù)其設(shè)計(jì)DK、DF等電氣特性參數(shù)進(jìn)行選適當(dāng)?shù)牟牧?，具體材料特性依據(jù)各材料的特性，選用原則如下：

　　A.銅箔的選擇：

　　高頻天線板，銅箔處理面RZ：RTF銅箔（反轉(zhuǎn)銅箔）≤5.1um，RA銅箔（壓延銅箔）≤3um。

　　B.常用高頻選材

　　具體可參見(jiàn)材料表，厚度公差參照IPC-4103標(biāo)準(zhǔn)ClassB級(jí)

　　1.2.流程設(shè)計(jì)

　　A.NPTH的PTFE板制作：

　　開(kāi)料—鉆孔—圖形轉(zhuǎn)移—蝕刻—檢查—阻焊—字符—成型—測(cè)試—終檢—沉錫—終檢—包裝—出貨

　　B.PTH的PTFE板制作：

　　正片流程：開(kāi)料—鉆孔—孔處理（高頻板整孔劑處理—沉銅—板電—圖形轉(zhuǎn)移—檢查—圖形電鍍—堿性蝕刻—蝕檢—阻焊—字符—成型—測(cè)試—終檢—沉錫—終檢—包裝—出貨

　　負(fù)片流程：開(kāi)料—鉆孔—孔處理（高頻板整孔劑處理—沉銅—板電—圖形轉(zhuǎn)移—檢查—酸性蝕刻—蝕檢—阻焊—字符—成型—測(cè)試—終檢—沉錫—終檢—包裝—出貨

　　C.多層純PTFE或混壓板制作：

　　開(kāi)料—內(nèi)層圖轉(zhuǎn)—內(nèi)層蝕刻—棕化（內(nèi)層芯板棕化后用110度烘板2小時(shí)）—層壓—鉆孔—孔處理（高頻板整孔劑處理，非PTFE不需此工藝—沉銅板電—外層圖轉(zhuǎn)—圖電—堿性蝕刻—阻焊—字符—成型—測(cè)試—終檢—沉錫—終檢—包裝—出貨

　　注意：

　　a.熱固性陶瓷碳?xì)浠衔锊牧希ǚ荘TFE材料），加工流程與常規(guī)的FR-4材料一致，PTFE材料板件需要在鉆孔、沉銅、阻焊和鑼板工序作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，鉆孔后的孔處理上有一定差異。

　　b.對(duì)于NPTH孔都需要在蝕刻前鉆孔。

　　c.表面處理成本的考慮，成本從高到低大致依次：沉金、沉銀、水金、無(wú)鉛噴錫、沉錫、有鉛噴錫、OSP等（建議不作噴錫工藝），表面處理如為沉金噴錫電錫板則在成型前制作，如沉錫、OSP板則在成型后制作。

　　d.如在產(chǎn)品品質(zhì)能達(dá)客戶要求，不影響產(chǎn)品的品質(zhì)情況下，對(duì)于PTFE材料（如無(wú)防焊工序、文字工序）可以考慮先成型，再蝕刻，然后進(jìn)行表面處理，避免板邊毛刺問(wèn)題；或蝕刻前后分兩次成型制作，減少板邊毛刺。

　　1.3.工程設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：

　　A.開(kāi)料：所有高頻板開(kāi)料后不烤板。

　　開(kāi)料后使用墊紙隔板，防止壓傷、擦花。

　　B.板材價(jià)格昂貴，按最高利用率排版，利用率要求：?jiǎn)蚊姘?8%以上，雙面板85%以上，多層板80%以上，拼板尺寸：由于高頻材料材質(zhì)較軟，在考慮材料利用率的前提下，拼板尺寸盡量按標(biāo)準(zhǔn)拼板，如：12*18、18*24、16*18、36*48尺寸；畫(huà)出開(kāi)料圖，按排版方式ERP生成，經(jīng)緯向與FR4相反。

　　C.疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：所有多層板的疊層結(jié)構(gòu)必須按照Core+Core結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)：

　　G.線路蝕刻后注明：蝕刻后手不能觸摸到成型區(qū)內(nèi)，不能機(jī)械處理，只能化學(xué)處理（包括內(nèi)層線路及外層線路），但對(duì)于陶瓷材料允許輕磨。D.最小鉆孔孔徑工程設(shè)計(jì)≥0.35mm，以減小生產(chǎn)加工難度

　　E.孔內(nèi)銅厚≥25um，孔壁粗糙度PTFE材料≤40um，非PTFE材料≤30um，如有特殊要求，需要在MI中特別注明。

　　F.如果一面為大銅皮，另一面為幾根線路，板材較軟較薄的不能陰陽(yáng)拼板處理。

　　H.阻抗線、信號(hào)線、射頻線，需要特別管控其線寬、蝕刻因子和線距。

　　I.阻焊菲林設(shè)計(jì)時(shí)，PTFE材料成型板邊或V-CUT位應(yīng)設(shè)計(jì)為綠油覆蓋，ROGERS陶瓷填充，可以設(shè)計(jì)為開(kāi)窗

　　J.加公司標(biāo)志為蝕刻標(biāo)記時(shí)，應(yīng)遠(yuǎn)離線路，為防止細(xì)小字符脫落，不可私自添加蝕刻字，避免影響產(chǎn)品信號(hào)。

　　K.成型方式：

　　a.成形方式包括有機(jī)銑、剪切、沖壓（開(kāi)精密模）、V-CUT。

　　b.填寫(xiě)公差時(shí)若客戶有要求按客戶要求填寫(xiě)。若客戶無(wú)特別指明的按+/-0.15mm.

　　c.V-CUT和金手指要求按下表要求填寫(xiě)：（客戶有要求除外）

　　L：高頻產(chǎn)品控制毛刺的設(shè)計(jì)方案：

　　高頻板因其材料特性較軟，在鑼板時(shí)容易出現(xiàn)毛刺，為改善高頻板鑼板毛刺有以下幾種方法：

　　以上方法的使用說(shuō)明：

　　a.從生產(chǎn)效率和成本上考慮，改善毛刺的方法優(yōu)先選擇原則如下：

　　方法1》方法2》方法3

　　b.上三種方案的生產(chǎn)流程不一樣，因此在設(shè)計(jì)時(shí)就必須作考慮，MI外形圖上注明清楚，可以采用兩者相結(jié)合的方式。

　　c.對(duì)于外型如有弧形（弧內(nèi)半徑大于2CM的除外），其弧形位置鑼板方式如下：

　?、傧扔靡话训墩ｈ屚庑?，但鑼槽位需要外鑼0.15-0.2mm，

　?、谠儆靡话研碌墩ｈ屢淮螆A弧位置。

　　注：①。上要求在方法②工藝時(shí)（小弧和直線）不需要分開(kāi)鑼。②。鑼板時(shí)一般直線無(wú)毛刺，進(jìn)刀速較快，而圓弧容易出現(xiàn)毛刺，進(jìn)刀速較慢，參數(shù)不一樣，因此考慮分刀鑼。

　　d.如成型線有經(jīng)過(guò)盲槽時(shí)，盲槽的開(kāi)口必須朝下。

　　e.高頻板的鑼刀的下刀位加鉆一個(gè)預(yù)鉆孔，孔徑比鑼刀大0.05MM，特殊情況下可以考慮等大的，避免下鉆時(shí)斷刀。

　　f.PTFE材質(zhì)的高頻材料的鑼刀刀徑選用≥1.5MM，如因特殊原因一定需要使用1.5MM以下的鑼刀，需要在蝕刻前進(jìn)行鑼板。（成品采用小刀鑼板，容易產(chǎn)生毛刺，斷刀問(wèn)題，同時(shí)疊板數(shù)量小）

　　g.蓋板的選擇：紙墊板、FR4內(nèi)層報(bào)廢板（蝕銅后）、過(guò)期基板（蝕銅后）、黃蓋片等，當(dāng)加蓋片后仍有微毛刺時(shí)考慮在最上一片板與蓋板間加2-3張白紙。

　　h.鑼刀壽命：高頻不同材料，有一定差異，以實(shí)際的鑼板質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)，一般在10-20米左右，鑼完高頻板后的刀，仍以新刀的壽命計(jì)算使用在至FR4上，PTFE產(chǎn)品材質(zhì)較軟，可以選用特定的鑼刀。

　　1.4.制程控制要求：

　　A.介層厚度：

　　壓合后介層厚度的控制公差，以+/-15%的公差控制，在電鍍切片孔銅時(shí)一起量測(cè)其介層厚度。

　　B.線寬：

　　天線板：對(duì)于射頻區(qū)域，線寬≤10mil，公差：+/-20%控制，線寬＞10mil，公差：+/-2mil，客戶有特殊要求的依據(jù)客戶要求控制。

　　射頻板：當(dāng)線路≤10mil時(shí)，成品公差以+/-20%控制，線寬＞10mil，外層公差以+/-0.025mm控制，成品以+/-0.030mm。

　　注：內(nèi)部過(guò)程監(jiān)控，線寬≤10mil，首件公差+/-10%，線寬＞10mil，公差：+/-1.2mil，方可批量生產(chǎn)。

　　C.層間對(duì)準(zhǔn)度：

　　≤+/-2mil（所有層間），對(duì)于兩面或多層板，都需要在板邊四角設(shè)計(jì)蝴蝶PAD，提高對(duì)位精度。

　　D.孔銅：

　　電鍍后≥23um，成品≥20um，華為產(chǎn)品成品min：25um，客戶有特殊要求的除外。

　　E.銅厚：

　　天線板：35+/-8um，如有外層電鍍?yōu)椋?5+/-10um

　　射頻板：35+/-5um，如有外層電鍍?yōu)椋?5+/-8um

　　當(dāng)客戶有要求時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)高于公司標(biāo)準(zhǔn)時(shí)以客戶標(biāo)準(zhǔn)控制，當(dāng)客戶標(biāo)準(zhǔn)低于公司標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，以公司標(biāo)準(zhǔn)控制，所有高頻產(chǎn)品銅厚有上下限控制。

　　F.蝕刻因子：

　　蝕刻因子（無(wú)PTH）：≥3（制程首件控制3.5以上）

　　蝕刻因子（PTH）：≥2.5（制程程首件控制3.0以上）

　　G.PIM：

　　≤-115dBm（無(wú)線信號(hào)的功率）

　　抗剝強(qiáng)度：≥0.53N/mm

　　1.5.產(chǎn)品漲縮控制：

　　A.因PTFE材料較軟，生產(chǎn)中容易拉長(zhǎng)，為避免成品尺寸超差，所以對(duì)開(kāi)料后的鉆孔比例進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，如為雙面板由原1.0調(diào)整至：X（短方向）：0.9998，Y（長(zhǎng)方向）：0.9997制作，如為多層板，則按照內(nèi)部漲縮補(bǔ)償系數(shù)表。

　　B.高頻板在沉銅前處理和外層圖轉(zhuǎn)前處理可采用輕磨板方式后去除掉板面氧化物、孔口毛刺為宜，不可重磨，避免材料拉伸變形。

　　C.后續(xù)的圖形轉(zhuǎn)移、防焊依據(jù)實(shí)際量測(cè)的二次元結(jié)果進(jìn)行出底片制作。

　　D.對(duì)于高頻的需要壓合的板件，第一次原始的比率（內(nèi)層鉆孔或圖形轉(zhuǎn)移）需要做一定的預(yù)補(bǔ)償，具體見(jiàn)內(nèi)部漲縮補(bǔ)償系數(shù)表。

　　1.6.產(chǎn)品設(shè)計(jì)其他要求：

　　A.在MI上注明“高頻”字樣，對(duì)于制程產(chǎn)品控制的要求在工單上備注說(shuō)明，具體見(jiàn)下1.3“制程控制要求”內(nèi)容。

　　B.MI接單后，依據(jù)客戶設(shè)計(jì)的圖形，進(jìn)行此高頻板產(chǎn)品類別：天線板、射頻板，再依據(jù)相應(yīng)的要求進(jìn)行控制。對(duì)于軍工產(chǎn)品的控制要求依據(jù)軍工產(chǎn)品設(shè)計(jì)依據(jù)“軍工產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作指引”。

　　C.如板件過(guò)長(zhǎng)，需要進(jìn)行菲林對(duì)接才可以完成圖型轉(zhuǎn)移的過(guò)程，則對(duì)接處不可以選擇在敏感信號(hào)線處，盡量選擇大銅面或其他大線路的區(qū)域。

　　D.對(duì)于敏感信號(hào)線不可有缺口問(wèn)題（MI增加位置說(shuō)明）。

　　1.7.CAM資料設(shè)計(jì)

　　A.阻膠壩設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)如下圖：

　　對(duì)于高頻混壓板，板邊流膠需要作適當(dāng)調(diào)整，塊與塊之間為墻磚式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，橫向間距為1.0mm，縱向間距為0.5mm，四角為兩塊大銅塊20*5，角上開(kāi)1.0mm流膠槽，如下圖：

　　B.對(duì)于在板內(nèi)需要管控的線寬在板邊以坐標(biāo)的形式，標(biāo)識(shí)出，方便人員量測(cè)及控制。