Kelajuan tinggiPCB frekuensi tinggiialah pembawa teras untuk penghantaran isyarat peralatan canggih-seperti stesen pangkalan 5G, pelayan AI, radar gelombang milimeter dipasang kenderaan, komunikasi satelit, dsb. Matlamat teras pembuatannya ialah untuk mencapai kehilangan isyarat yang rendah, padanan impedans yang tepat dan integriti isyarat yang tinggi. Keperluan untuk pemilihan bahan dan kawalan proses penuh adalah lebih tinggi daripada yang diperlukan untuk papan litar FR-4 biasa.
Perkara teras pemilihan bahan
Bahan adalah asas untuk menentukan prestasi papan litar bercetak berkelajuan tinggi-dan tinggi{1}}dan pemilihan sistematik perlu diselesaikan sekitar tiga dimensi teras: kehilangan rendah, kestabilan tinggi dan kebolehsuaian proses.
1. Pemilihan substrat teras
Sifat dielektrik substrat secara langsung menentukan kualiti penghantaran isyarat, dan pemilihan harus mengikut logik empat langkah "tahap penentuan kadar, kestabilan penentuan persekitaran, penyesuaian proses penentuan struktur, dan kos penentuan kelompok":
Keperluan penunjuk teras: Pemalar dielektrik (Dk) hendaklah stabil dalam julat 2.0 hingga 4.0, dan turun naik hendaklah kurang daripada ± 0.05 pada julat frekuensi dan suhu yang luas; Faktor kehilangan dielektrik (Df) adalah di bawah 0.002-0.005 pada 10GHz; Kadar penyerapan air kurang daripada 0.02%; Pekali pengembangan terma (CTE) sepadan dengan kerajang kuprum, pada kira-kira 17 ppm/darjah .
Senario penyesuaian substrat arus perdana:
Siri PTFE (polytetrafluoroethylene): seperti Rogers RO3000/4000, Taconic TLY, Df serendah 0.0004, sesuai untuk gelombang milimeter dan senario penghantaran kelajuan ultra tinggi melebihi 56Gbps.
Bahan komposit seramik hidrogen karbon, seperti Rogers RO4350B, boleh dicampur dengan FR-4, mengimbangi prestasi dan kos pemprosesan, dan merupakan pilihan arus perdana dalam jalur frekuensi 10-30GHz.
Resin epoksi diubah suai: seperti siri Panasonic Megtron Isola I-Tera MT40, Sesuai untuk senario kelajuan sederhana hingga tinggi 10-25Gbps, serasi dengan proses pematerian aliran semula tanpa plumbum tradisional.
Pengelakan pemilihan: Dilarang sama sekali untuk menggantikan substrat-berfrekuensi tinggi dengan FR-4 biasa untuk mengelakkan pengecilan isyarat teruk pada frekuensi tinggi; Tegaskan prinsip masuk pertama, keluar dahulu bahan untuk mengelakkan sisihan parameter dielektrik yang disebabkan oleh penuaan bahan.
2. Pemilihan konduktor sokongan dan bahan tambahan
Kerajang kuprum: Kerajang kuprum ultra-rendah HVLP diutamakan, dengan kekasaran permukaan Rz dikawal di bawah 2 μ m, mengurangkan dengan ketara-kehilangan konduktor frekuensi tinggi yang disebabkan oleh kesan kulit; Pautan kelajuan ultra tinggi boleh menggunakan kuprum bergulung RA untuk mencapai kesan permukaan tembaga licin yang muktamad.
Rawatan permukaan: Untuk senario frekuensi tinggi-, pemendapan perak dan proses topeng pateri organik OSP diutamakan untuk mengelakkan kehilangan RF tambahan yang diperkenalkan oleh lapisan nikel pemendapan emas ENIG; Hanya gunakan proses emas rendaman dalam senario permintaan kimpalan kebolehpercayaan tinggi.
Rintangan pateri: Pilih rintangan pateri frekuensi tinggi-yang khusus dengan Dk rendah dan Df rendah untuk mengelakkan kehilangan sisipan tambahan dan gangguan pada penghantaran isyarat yang disebabkan oleh menutup pendawaian dengan rintangan pateri biasa.
Titik Teras Kawalan Proses Seluruh Proses
Hasil pengeluaran besar-besaran dan ketekalan prestasi papan litar bercetak berkelajuan tinggi-tinggi-bergantung pada kawalan ketepatan eksklusif sepanjang keseluruhan proses dan keperluan ketepatan kawalan untuk proses teras adalah lebih tinggi berbanding papan litar bercetak biasa.
1. Teknologi Penggerudian dan Penggerudian Belakang
Menggunakan mata gerudi bukan pengisar yang serba baharu, dipasangkan dengan plat penutup aluminium tebal dan pad melamin berketumpatan tinggi-, dengan parameter eksklusif "kelajuan tinggi, kadar suapan kecil", kekasaran dinding lubang dikawal ketat dalam jarak 20 μ m untuk mengelakkan serbuk substrat dan penyimpangan.
Untuk menangani isu gangguan cerucuk sisa isyarat frekuensi tinggi-, proses penggerudian belakang ketepatan digunakan untuk mengawal ketepatan kedalaman dalam 4mil, menghapuskan sepenuhnya impedans ofset dan crosstalk isyarat yang disebabkan oleh lajur lubang yang berlebihan. Ini adalah proses penting untuk papan litar gelombang milimeter.
Ralat penjajaran antara lapisan kedudukan lubang hendaklah tidak melebihi 0.05mm untuk mengelakkan keabnormalan prestasi elektrik yang disebabkan oleh salah jajaran antara lapisan; Papan dengan penyerapan lembapan yang kuat perlu dibakar pada suhu 150 darjah selama 4 jam selepas penggerudian untuk menghilangkan lembapan.
2. Proses metalisasi lubang
Kelalaian kimia permukaan substrat frekuensi tinggi-seperti PTFE adalah sangat kuat dan proses pemendapan kuprum konvensional tidak dapat mencapai ikatan yang boleh dipercayai, yang merupakan kesukaran terbesar dalam pembuatan:
Menggunakan pengaktifan plasma (gabungan O ₂/CF ₄/N ₂) atau proses pengaktifan larutan natrium naftalena, rantai molekul lengai pada permukaan substrat dimusnahkan, dan daya ikatan antara lapisan kuprum dan substrat ditingkatkan kepada 1.2-1.5N/mm.
Tingkatkan kepekatan larutan penyaduran kuprum dengan betul, memanjangkan masa tindak balas, matikan fungsi ultrasonik dawai penyaduran kuprum, pastikan ketebalan kuprum dinding lubang adalah Lebih daripada atau sama dengan 25 μ m, memenuhi keperluan penebalan 20% standard IPC Kelas 2, dan elakkan pengembangan haba paksi Z-yang menyebabkan keretakan dinding lubang.
3. Proses pemindahan grafik dan goresan
Kawal dengan ketat toleransi lebar talian dalam ± 2%, dan gunakan cermin seratus kali ganda untuk memeriksa lebar garisan dan jarak garisan mikrojalur pada papan pertama untuk memastikan ketepatan impedans.
Kawal kelajuan dan keseragaman goresan dengan tepat untuk memastikan tepi litar licin dan bebas burr, mengelakkan gangguan yang disebabkan oleh penyerakan isyarat; Sisa kuprum dalam julat 2.54mm di sekeliling garis jalur mikro yang terukir mesti dikeluarkan dengan teliti, dan dilarang sama sekali mengikis sisa tembaga dengan bilah.
Kebanyakan kepingan PTFE dilarang mengisar selepas mengetsa untuk mengelakkan kerosakan pada kerataan permukaan tembaga dan menimbulkan kerugian tambahan.
4. Proses berlamina
Kawal dengan tepat tiga parameter utama suhu, tekanan dan masa untuk laminasi, memastikan aliran pelekat seragam lembaran separuh sembuh (lembaran PP), tiada gelembung atau delaminasi antara lapisan, dan mengawal toleransi ketebalan medium dalam julat yang sangat kecil, secara langsung memastikan konsistensi impedans.
Padanan CTE bagi bahan yang berbeza perlu diperiksa untuk struktur tekanan bercampur berbilang-lapisan untuk mengelakkan rekahan dinding lubang dan kegagalan penepian semasa berbilang proses pematerian tekanan dan aliran semula; Sebelum melapis helaian PTFE, ia perlu dibakar pada suhu 150 darjah selama 2 jam untuk menghilangkan lembapan dan mengelakkan berbuih selepas pelapisan.