微波印制电路板多层化制造研究
现方式、以及聚四氟乙烯类微波多层印制板的孔金属化制造前的材料表面活化处理,都将是微波多层印制板工艺所必须加以深入研究的课题。下面,将简单加以介绍。
4.1 微波印制板多层化制造的粘结片选择
众所周知,无论何种形式多层板的制造实现技术,基本离不开层压实现所发挥重要作用的粘结片材料。目前,包括美国ROGERS公司、美国ARLON公司和美国TACONIC公司在内,均有针对其不同类型微波介质基板材料,实现多层板制造的半固化片材料提供。除此以外,尚有多家公司提供的半固化片材料,可用于层压制造,现将各公司半固化片情况综合列表如下。
表2半固化片性能一览
半固化片名称 | 介电常数 | 损耗因数 | Tg(℃) | 公司 |
---|---|---|---|---|
RO4403 | 3.17 | 0.0050 | — | Rogers |
RO4450B | 3.54 | 0.0040 | — | Rogers |
25N | 3.38 | 0.0025 | — | Arlon |
25FR | 3.58 | 0.0035 | — | Arlon |
CuClad6250 | 2.32 | 0.0013 | — | Arlon |
CuClad6700 | 2.35 | 0.0025 | — | Arlon |
FV6700 | 2.35 | 0.0025 | — | Neltec |
TacBond HT1.5 | 2.35 | 0.0025 | — | Taconic |
Speedboard C | 2.60 | 0.0036 | 220 | Gore |
R/Flex3908 | 2.90 | 0.0020 | 280 | Rogers |
CLTE-P | 2.94 | 0.0025 | — | Arlon |
Speedboard N | 3.00 | — | 140 | Gore |
RO3001 | 2.28 | 0.0030 | 176 | Rogers |
TacPreg/ TacBond | 3.20 | 0.0022 | — | Taconic |
从上述表2所列粘结片材料来看,微波多层印制电路板的制造将会较为复杂,由于各类型粘结片的特性差异,在选用过程中,会出现这样那样的困难,最终将需一个持续探索和研究的过程。
4.2 微波印制板多层化制造的层压控制
由于粘结片选用类型的差异,相应之层压制造工艺,将会有所区别。这里将选用几种粘结片材料来进行说明。
4.2.1 半固化片25FR层压工艺研究
表3 层压过程温度记录(25FR)
时间(min) | 温度(°C) | 时间(min) | 温度(°C) | 时间(min) | 温度(°C) |
0 | 24 | 31 | 104 | 62 | 167 |
1 | 25 | 32 | 106 | 63 | 168 |
2 | 25 | 33 | 108 | 64** | 170 |
3 | 26 | 34 | 110 | 65 | 172 |
4 | 27 | 35 | 112 | 66 | 173 |
5 | 28 | 36 | 114 | 67 | 175 |
6 | 29 | 37 | 117 | 68 | 177 |
7 | 31 | 38 | 119 | 69 | 178 |
8 | 33 | 39 | 122 | 70 | 180 |
9 | 36 | 40 | 125 | 71 |
|
10 | 39 | 41 | 127 | 72 |
|
11 | 42 | 42 | 130 | 73 |
|
12 | 45 | 43 | 133 | 74 |
|
13 | 49 | 44 | 135 | 75 |
|
14 | 54 | 45 | 138 | 76 |
|
15 | 58 | 46 | 140 | 77 |
|
16 | 63 | 47 | 142 | 78 |
|
17 | 66 | 48 | 144 | 79 | |
18 | 70 | 49 | 146 | 80 | |
19 | 75 | 50 | 147 | 81 | |
20 | 79 | 51 | 149 | 82 | |
21 | 83 | 52 | 151 | 83 | |
22 | 86 | 53 | 152 | 84 | |
23 | 89 | 54 | 154 | 85 | |
24 | 92 | 55 | 156 | 86 | |
25 | 95 | 56 | 157 | 87 | |
26 | 97 | 57 | 159 | 88 | |
27 | 99 | 58 | 161 | 89 | |
28* | 100 | 59 | 162 | 90 | |
29 | 101 | 60 | 164 | 91 | |
30 | 103 | 61 | 165 | 92 |
4.2.2 半固化片SpeedBoard C低Tg层压工艺研究
表4 层压过程温度记录(SPEEDBOARD C)
时间(min) | 温度(°C) | 时间(min) | 温度(°C) | 时间(min) | 温度(°C) |
---|---|---|---|---|---|
0 | 24 | 31 | 120 | 62 | 168 |
1 | 24 | 32 | 123 | 63 | 168 |
2 | 24 | 33 | 126 | 64 | 169 |
3 | 24 | 34 | 129 | 65 | 169 |
4 | 25 | 35 | 131 | 66 | 170 |
5 | 25 | 36 | 134 | 67* | 170 |
6 | 27 | 37 | 136 | 68 | 170 |
7 | 28 | 38 | 138 | 69 | 171 |
8 | 29 | 39 | 140 | 70 | 171 |
9 | 32 | 40 | 143 | 71 | 172 |
10 | 34 | 41 | 145 | 72 | 172 |
11 | 37 | 42 | 146 | 73 | 173 |
12 | 40 | 43 | 148 | 74 | 173 |
13 | 43 | 44 | 150 | 75 | 174 |
14 | 47 | 45 | 151 | 76 | 174 |
15 | 51 | 46 | 153 | 77 | 175 |
16 | 56 | 47 | 154 | 78 |
|
17 | 62 | 48 | 156 | 79 | |
18 | 66 | 49 | 157 | 80 | |
19 | 71 | 50 | 158 | 81 | |
20 | 76 | 51 | 159 | 82 | |
21 | 82 | 52 | 160 | 83 | |
22 | 88 | 53 | 161 | 84 | |
23 | 93 | 54 | 162 | 85 | |
24 | 98 | 55 | 163 | 86 | |
25 | 101 | 56 | 164 | 87 | |
26 | 104 | 57 | 165 | 88 | |
27 | 107 | 58 | 165 | 89 | |
28 | 110 | 59 | 166 | 90 | |
29 | 113 | 60 | 167 | 91 | |
30 | 117 | 61 | 167 | 92 |
4.2.3 半固化片RO4450B层压工艺研究
表5 层压过程温度记录(4450B)
时间(min) | 温度(°C) | 时间(min) | 温度(°C) | 时间(min) | 温度(°C) |
---|---|---|---|---|---|
0 | 19 | 31 | 108 | 62 | 167 |
1 | 19 |
32 | 110 | 63 | 168 |
2 | 20 | 33 | 111 | 64 | 169 |
3 | 21 | 34 | 113 | 65 | 170 |
4 | 22 | 35 | 115 | 66 | 172 |
5 | 23 | 36 | 118 | 67 | 172 |
6 | 24 | 37 | 121 | 68 | 173 |
7 | 26 | 38 | 124 | 69 | 174 |
8 | 29 | 39 | 126 | 70 | 174 |
9 | 32 | 40 | 129 | 71 | 175 |
10 | 36 | 41 | 131 | 72 | 175 |
11 | 40 | 42 | 134 | 73 |
|
12 | 45 | 43 | 137 | 74 |
|
13 | 50 | 44 | 139 | 75 |
|
14 | 56 | 45 | 141 | 76 |
|
15 | 60 | 46 | 143 | 77 |
|
16 | 65 | 47 | 146 | 78 |
|
17 | 69 | 48 | 148 | 79 | |
18 | 73 | 49 | 150 | 80 | |
19 | 77 | 50 | 152 | 81 | |
20 | 81 | 51 | 154 | 82 | |
21 | 85 | 52 | 156 | 83 | |
22 | 88 | 53 | 157 | 84 | |
23 | 91 | 54 | 159 | 85 | |
24 | 94 | 55 | 160 | 86 | |
25 | 96 | 56 | 161 | 87 | |
26 | 98 | 57 | 162 | 88 | |
27 | 101 | 58 | 163 | 89 | |
28 | 102 | 59 | 165 | 90 | |
29 | 105 | 60** | 166 | 91 | |
30* | 106 | 61 | 167 | 92 |
4.3 孔金属化制造前材料表面活化问题
由于聚四氟乙烯材料的憎水性及其表面能很低的特性,其印制板孔金属化不同于常规的印制板,对它进行孔金属化和电镀是很困难的。而金属化孔质量的好坏直接影响多层微波基板的质量。
众所周知,对于聚四氟乙烯高频多层印制电路板的孔金属化制造,其最大的难点是化学沉铜前的活化前处理,也是最为关键的一步。
有多种方法可用于化学沉铜前处理,但总结起来,能达到保证产品质量并适合于批生产的,主要有以下两种方法:
4.3.1 化学处理法
金属钠和萘,于非水溶剂如四氢呋喃或乙二醇二甲醚等溶液内反应,形成一种萘钠络合物。各组份之配比请参见下表6。
该钠萘处理液,能使孔内之聚四氟乙烯表层原子受到浸蚀,从而达到润湿孔壁的目的。此为经典成功的方法,效果良好,质量稳定。