CH7.3.ppt

1、7.3特殊印刷电路板技术，7.3特殊印刷电路板技术，7.3.1高频微波印刷电路板，7.3.1.1杜邦公司于1956年发明了聚四氟乙烯，开创了微波印刷电路板大规模应用的新时代。微波多层板可以将电源层、接地层、信号层和无源电路(如滤波器和耦合器)制作在一块电路板上，使电路更加小型化和集成化。微波多层板的结构包括：内外电路、电源层、接地层和层间互连过孔，以及六层微波多层板的结构图。1.高频电路的介电常数需要高信号传输速度v (m/s)，这与材料的介电常数R密切相关。7.3.1.2微波多层板基板性能，信号传输。因此，为了实现快速的信号传输，必须选择低介电常数的衬底。tan材料的介电常数是一个有实部和虚

2、部的复数。实部决定电信号的传输速率，通常称为tan，也称为损耗因子。3.吸湿材料的吸湿率也会影响电路的性能。高吸湿率将产生更大的耗散因子和更大的随频率的相移。低吸湿率可以提高电子封装产品的可靠性。吸湿也会影响微波电路板的可加工性。4.热膨胀系数CTE用于印刷电路板的绝缘基板具有玻璃化转变温度。玻璃化转变温度Tg越高，热膨胀系数CTE越小。一旦工作温度超过材料的玻璃化转变温度，CTE就会突然改变。特征阻抗Z0衬底的特征阻抗Z0对于高频电路电信号的稳定传输非常重要。特征阻抗越高，介质材料厚度减小越明显，这将大大降低微波多层板的制造难度。电阻越小，传输阻抗越高，信号传输速度越快，信号延迟越小，介质厚

3、度越小。常用微波材料性能的比较微波多层板设计中使用的增强或填充材料可以提供理想的工程电气性能，尤其是很低的损耗因子，但是它们的机械性能和热稳定性相对较差，并且这些材料受到微波多层板设计中层数的限制。聚四氟乙烯材料技术可以满足复杂微波多层板机械和热稳定性的需要。高频微波基底材料是由聚四氟乙烯树脂掺杂不同的增强材料或填充材料复合而成。对微波多层板的需求越来越大，但是能够大量生产高精度和介电常数从2。11比0。8，能够满足不同领域的应用需求。一些微波材料性能表1。加工聚四氟乙烯印刷电路板的困难(1)钻孔(2)印刷阻焊层(3)热风整平(4)铣削轮廓(5)蚀刻(6)化学镀铜，7.3.1.3制造微波双面板

4、(2)。孔的加工钻孔时，必须选择合适的钻孔参数和合适的盖板和垫板。钻孔时，连续切割产生摩擦热。3.聚四氟乙烯在金属化前很难亲水，而且碳氟键能量很高(484千焦耳/摩尔)，所以必须经过特殊的化学处理或等离子体刻蚀。化学法处理的溶液一般用萘钠溶液处理。萘钠溶液的组成及工艺条件为：金属钠2340克/升精萘128250克/升四氢呋喃1000毫升/升石蜡330360克/升氯化钙35克/升温度1025，处理时间1530秒。专用等离子设备用于处理聚四氟乙烯材料。对于玻璃纤维增强聚四氟乙烯材料，具体工艺参数如下。4.孔金属化化学镀铜化学镀铜溶液中使用的甲醛在一定程度上污染了环境。目前，以乙醛酸为还原剂的化学镀

5、铜溶液正逐步用于微波印刷电路板孔金属化。5。尺寸和精度(1)线宽/间距的制造精度补偿(2)微细线/间距的蚀刻，微细间隙的蚀刻速率示意图，由于侧面腐蚀，微细间隙的最终尺寸应为AB而不是CD，6。传统的图案电镀穿孔板主要是通过掩孔和堵孔来实现的。堵漏方法费时费力，堵漏效果不理想，可靠性值得怀疑。通过图案电镀方法获得的电路图案不仅精度高，而且孔质量好，其可靠性可以得到充分保证。7.有机涂层的选择性电泳沉积。电路图形的电极蚀刻9。表面涂层的选择和影响(1)微波电路导体材料的性能微波电路的理想导体材料应具有以下特性：高导电性、低温电阻系数、与衬底的良好附着力、良好的可焊性、易于沉积和电镀。微波电路的损耗

6、包括介质损耗和导体损耗。导体损耗不仅与金属本身的导电性有关，而且与频率和金属表面粗糙度也有很大关系。根据经验，表面粗糙度必须保持在皮肤深度的1/5以下，这意味着表面粗糙度在毫米波段应小于0.1米。导体的趋肤深度可以表示为：三种导体材料的电阻率和趋肤深度；(2)电镀金及其性能具有良好的稳定性和可焊性，应注意焊接方法和焊料的选择；(1)微波多层板粘接前的准备；(1)粘合膜的性能粘合膜(热固性树脂粘合膜称为预浸料)是一种塑料薄膜，在加热和加压时会变形、变质或流动。通常，多层板中使用的FR4和聚酰亚胺材料是热固性材料，而聚四氟乙烯是热塑性材料。粘合时，应选择不同的粘合材料和粘合温度。7.3.1.4微波

7、多层板制造厂，常用粘合膜的性能，(2)多层板粘合的预处理在层压和粘合之前，铜电路板应进行微蚀刻，以确保抗蚀剂残留物完全去除，并提供足够的机械附着表面，但不应蚀刻太多，更不用说机械擦洗。聚四氟乙烯绝缘板也必须在萘钠溶液中处理，使其表面完全湿润。2.多层板的叠层设计微波多层板的叠层结构如图所示。3.微波多层板的层压粘合(1)粘合方法和粘合模具的选择(2)层压参数的控制对于微波聚四氟乙烯多层板的层压，最好使用逐步升温升压的真空层压机。层压过程中的温度、压力、时间曲线，层压过程中粘合剂膜的典型粘度曲线，4。微波多层板的形状铣削程序必须直接从现有尺寸的布线图中生成。下模板有一个重要的功能：在电路板固定之

8、前，应使用直径大于铣刀直径的刀具轻轻铣削下模板，以铣削电路，从而形成一个真空通道来清除碎屑(如图所示)。电路板铣削示意图，7.3特殊印刷电路板技术，7.3.2金属基印刷电路板，1。金属基印刷电路板概述，在英语中称为金属基印刷电路板。由金属基板、绝缘介质层和电路铜层制成的复合印制板。金属基印刷电路板具有以下特点：散热和热膨胀；2.目前，金属基覆铜板由三种不同的材料组成：铜箔层、绝缘层和金属板；1.金属衬底： (1)铝基衬底(2)铜基衬底(3)铁基衬底；2.绝缘层置于金属基板和覆铜层之间，与金属基板和铜箔层形成电路图案。3.铜箔的厚度通常为17.5米、35米、75米和140米。双面铝基板结构图3。

9、单面金属基印制板制造1工艺流程(以铝基印制板为例)切割钻孔光成像检查蚀刻阻焊特性检查热风整平铝表面处理形状成品检查2工艺特殊控制点切割钻孔光成像蚀刻阻焊热风整平铝表面切割“V”形槽剪切形状并冲压形状。3.单面铁基印制板的制造铁基通常是镀锌钢，含硅钢，能耐高温，对绝缘介质层有很高的附着力，有很高的防锈能力，阻燃性为94V-0。单面铁基板的生产工艺与铝基板相似。加工中有以下区别：基材为铁基，其硬度和比重比铝基高，钻孔参数需特别设定，速度应慢一些，定位孔径建议大于1.5 mm，4。双铝基印制板制造1。根据工程设计，选择合适的铝板类型、厚度和下料方式。在铝板上钻孔。钻孔位置与成品铝基双面板的组件孔相同

10、，其孔径必须大于第二次钻孔的孔径(0.3mm0.4mm)。阳极化铝板。根据工程设计，根据夹层铝基板的结构，对预浸料和铜箔进行下料。压制成型。FR4层压工艺为压制工艺。第二次钻孔。化学镀铜、表面镀铜、光成像、图案电镀、蚀刻、阻焊剂轮廓处理和最终检查。加工图如下：2。盲孔双面铝基印制板的加工根据客户资料要求，进行相关工程设计。根据设计要求，选择合适的铝板类型和厚度，并根据尺寸要求下料。半成品板材下料，其型号和尺寸符合要求。根据设计结构，黑色(棕色)双面板、预浸料和铝板按照常规工艺层压。在铝表面粘贴保护膜。将电路板刷在线表面，印刷阻焊层和字符。根据设计要求，应进行热风整平、镀镍/金或镀银或耐热有机焊

11、剂涂层。成型加工(铣削、冲孔、剪切或铣削V形槽)以钻出安装孔。最终检查、耐压和绝缘电阻测试。盲孔双面铝基板工艺流程图5。在设计多层金属基印制板的制造工艺时，必须保证金属化孔与金属芯的预制孔同心，并使用相同的钻孔盘，但金属芯的钻孔直径必须比元件孔大0.3毫米以上。冲压定位孔时，必须保证所有层的底片、内片、预浸料和金属芯使用相同的定位系统，同时冲压定位孔。在层压之前，暗铜和内部电路板应该是棕色和黑色的。层压时，应使用真空层压机用树脂填充金属芯的孔。7.3特殊印刷电路板技术，7.3.3厚铜箔埋入/盲孔多层板，1厚铜箔埋入/盲孔多层板的定义1元件孔2通孔3盲孔4埋入孔5厚铜箔多层板6厚铜箔埋入/盲孔多层板厚铜箔可以通过大电流和散热。埋孔/盲孔的设计大大减小了整机或电气设备的体积。大幅提高印刷电路板的效率，或在同等效率下将体积减半。厚铜箔/盲孔多层板的效率可达90%。厚铜箔埋/盲孔十层多层板示意图3。厚铜箔埋孔/盲孔多层板制造要点1工程设计厚度内层基板层间预浸芯板初始铜箔线宽增加，定位面板尺寸工艺路线考虑工艺