Висока швидкістьвисокочастотна друкована платає основним носієм для передачі сигналу висококласного обладнання, такого як базові станції 5G, сервери штучного інтелекту, радари міліметрового діапазону, встановлені на транспортних засобах, супутниковий зв’язок тощо. Основна ціль його виробництва полягає в досягненні низьких втрат сигналу, точного узгодження імпедансу та високої цілісності сигналу. Вимоги до вибору матеріалу та повного контролю процесу значно вищі, ніж до звичайних друкованих плат FR-4.
Основні моменти вибору матеріалу
Матеріали є основою для визначення продуктивності високо-швидкісних і високо{1}}частотних друкованих плат, і систематичний вибір має здійснюватися навколо трьох основних параметрів: низькі втрати, висока стабільність і адаптивність процесу.
1. Вибір основного субстрату
Діелектричні властивості підкладки безпосередньо визначають якість передачі сигналу, і вибір повинен відповідати логіці чотирьох кроків: «рівень визначення швидкості, стабільність визначення середовища, адаптація процесу визначення структури та вартість визначення партії»:
Вимоги до основного індикатора: діелектрична проникність (Dk) має бути стабільною в діапазоні від 2,0 до 4,0, а коливання мають бути менше ± 0,05 у широкому діапазоні частот і температур; Коефіцієнт діелектричних втрат (Df) нижче 0,002-0,005 на 10 ГГц; Коефіцієнт водопоглинання менше 0,02%; Коефіцієнт теплового розширення (CTE) відповідає мідній фользі, приблизно 17 ppm/градус.
Основні сценарії адаптації субстрату:
Серія PTFE (політетрафторетилен): така як Rogers RO3000/4000, Taconic TLY, Df від 0,0004, підходить для сценаріїв міліметрової хвилі та надвисокої швидкості передачі понад 56 Гбіт/с.
Вуглецево-водневі керамічні композитні матеріали, такі як Rogers RO4350B, можна змішувати з FR-4, збалансовуючи продуктивність і вартість обробки, і є основним вибором у діапазоні частот 10-30 ГГц.
Модифікована епоксидна смола: наприклад Panasonic Megtron серії Isola I-Tera MT40, підходить для сценаріїв середньої та високої швидкості 10-25 Гбіт/с, сумісна з традиційними процесами пайки оплавленням без використання свинцю.
Уникнення вибору: суворо забороняється замінювати-високочастотні підкладки звичайним FR-4, щоб уникнути значного ослаблення сигналу на високих частотах; Суворо дотримуйтеся принципу «першим увійшов, першим вийшов» матеріал, щоб запобігти відхиленню діелектричних параметрів, спричиненому старінням матеріалу.
2. Вибір несучих провідників і допоміжних матеріалів
Мідна фольга: перевага віддається над-низькопрофільній мідній фользі HVLP із контрольованою шорсткістю поверхні Rz нижче 2 мкм, що значно зменшує-втрати високочастотного провідника, спричинені скін-ефектом; Надшвидкісне з’єднання може використовувати прокату міді RA для досягнення остаточного ефекту гладкої поверхні міді.
Обробка поверхні: для високочастотних сценаріїв перевагу надають осадженню срібла та масці органічного припою OSP, щоб уникнути додаткових радіочастотних втрат, спричинених шаром нікелю під час осадження золота ENIG; Використовуйте процес занурення золота лише у сценаріях високонадійного зварювання.
Паяльний резист: виберіть спеціалізований високочастотний паяльний резист із низьким Dk і Df, щоб уникнути додаткових внесених втрат і перешкод у передачі сигналу, спричинених покриттям проводки звичайним паяним резистом.
Основні моменти всього процесу Контроль процесу
Продуктивність масового виробництва та стабільність продуктивності високо-швидкісних високочастотних друкованих плат залежать від ексклюзивного контролю точності протягом усього процесу, а вимоги до точності керування для основних процесів набагато вищі, ніж для звичайних друкованих плат.
1. Технологія буріння та зворотного буріння
Використовуючи абсолютно нове нешліфувальне свердло в поєднанні з товстою алюмінієвою кришкою та меламіновою прокладкою високої-щільності, з ексклюзивними параметрами «висока швидкість, мала швидкість подачі», шорсткість стінки отвору суворо контролюється в межах 20 мкм, щоб уникнути порошкоподібності підкладки та розшарування.
Щоб вирішити проблему залишкових перешкод високочастотного сигналу, використовується процес точного зворотного буріння для контролю точності глибини в межах 4 мил, повністю усуваючи зсув імпедансу та перехресні перешкоди сигналу, спричинені надлишковими колонами отворів. Це важливий процес для друкованих плат міліметрового діапазону.
Похибка вирівнювання міжшарового положення отвору не повинна перевищувати 0,05 мм, щоб запобігти аномаліям електричних характеристик, спричиненим зміщенням міжшарового шару; Плиту з сильним вологопоглинанням необхідно випікати при 150 градусах протягом 4 годин після свердління, щоб видалити вологу.
2. Процес металізації отвору
Поверхнева хімічна інертність високочастотних підкладок, таких як PTFE, є надзвичайно сильною, і звичайні процеси нанесення міді не можуть забезпечити надійне з’єднання, що є найбільшою складністю у виробництві:
Використовуючи плазмову активацію (комбінація O₂/CF₄/N₂) або процес активації розчином нафталіну натрію, інертні молекулярні ланцюги на поверхні підкладки руйнуються, а сила зв’язку між шаром міді та підкладкою збільшується до 1,2-1,5 Н/мм.
Належним чином збільште концентрацію розчину для міднення, подовжте час реакції, вимкніть ультразвукову функцію дроту для міднення, переконайтеся, що товщина міді на стінці отвору перевищує або дорівнює 25 мкм, відповідайте вимогам щодо потовщення 20% стандарту IPC Class 2 і уникайте теплового розширення осі Z-, яке спричиняє руйнування стінки отвору.
3. Процес графічного перенесення та травлення
Суворо контролюйте допуск ширини лінії в межах ± 2% і використовуйте стократне дзеркало, щоб перевірити ширину лінії та відстань між мікросмужковою лінією на першій платі, щоб забезпечити точність імпедансу.
Точно контролюйте швидкість і рівномірність травлення, щоб забезпечити гладкі краї схеми без задирок, уникаючи перешкод, спричинених розсіюванням сигналу; Залишки міді в межах 2,54 мм навколо витравленої мікросмужкової лінії повинні бути ретельно видалені, і суворо заборонено зішкребти залишки міді лезом.
Більшість листів PTFE заборонено шліфувати після травлення, щоб запобігти пошкодженню плоскості мідної поверхні та внести додаткові втрати.
4. Ламінований процес
Точний контроль трьох основних параметрів температури, тиску та часу для ламінування, забезпечуючи рівномірний потік клею напівзатверділого листа (ПП), відсутність бульбашок або розшарування між шарами, і контролюючи допуск товщини середовища в дуже малому діапазоні, безпосередньо забезпечуючи постійність імпедансу.
Для багатошарових структур із змішаним тиском потрібно перевірити відповідність CTE різних матеріалів, щоб запобігти тріщинам у стінках отворів і розшаруванню під час багаторазового пресування та паяння оплавленням; Перед ламінуванням листів PTFE їх потрібно випікати при 150 градусах протягом 2 годин, щоб видалити вологу та уникнути спінювання після ламінування.