发布网友 发布时间:2022-04-19 10:03
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热心网友 时间:2023-06-23 10:47
微波PCB是指在特定的微波基材覆铜板上利用普通刚性PCB制造方法生产的微波电子元件。文章引自深圳宏力捷电子!目前的PCB高速信号传输线可分为两大类:一类是高频信号传输类,它与无线电的电磁波有关,以正弦波传输信号,如雷达、广播电视和通讯(移动电话、微波通讯、光纤通讯等);另一类是高速逻辑信号传输类,这一类产品以数字信号传输,与电磁波的方波传输有关,这一类产品开始主要在电脑,计算机中应用,现在已应用到家电和通讯类电子产品中。为了达到高速传送,对微波PCB基板材料的电气特性有明确的要求。要实现传输信号的低损耗和低延迟,必须选用介电常数和介质损耗角正切小的基板材料,一般有陶瓷材料、玻纤布、聚四氟乙烯和其他热固性树脂等。在所有的树脂中,聚四氟乙烯的介电常数(εr)和介质损耗角正切(tanδ)最小,而且耐高低温性和耐老化性能好,最适合作为高频基板材料,是目前用量最大的微波PCB基板材料。本文将在对两种陶瓷粉填充微波多层PCB的制造工艺流程进行简单介绍的基础上,对所采用的层压制造工艺技术进行较为详细的论述。2微波多层PCB材料主要研究下述两种高频介质材料的微波多层PCB层压制造工艺技术。第一种是陶瓷粉填充、玻璃短纤维增强的聚四氟乙烯(PTFE)高频介质材料(RT/roid6002板材);第二种是陶瓷粉填充热固性树脂覆铜箔板(RO4350板材)。2.1陶瓷粉填充微波多层PCB制造工艺流程下面介绍两种高频介质板层压工艺技术。2.2RT/roid6002的层压工艺2.2.1粘结片3001为了采用高频介质板材RT/roid6002制造微波多层PCB,供应商开发了适用于RT/roid低介电常数的高频介质板的粘结片3001。它是一种热塑性氯氟共聚物,在微波频率范围内,具有低介电常数和低损耗角正切。2.2.2层压工艺1)排板将RT/roid6002板材与粘结片交替叠置。为了保证多层PCB层间重合精度,采用四槽定位销进行排板。采用将热电偶探头置入待压板内层非图形区域的方法,进行层压温度和时间的控制。2)闭合当压机处于较冷状态(通常压机温度低于120℃)时,将上述排好并装模的板置于压机*,闭合压机,调节液压系统使待压区域获得所需压力。一般情况下,初始压力达到100psi就足够了,随后,全压压力升至200psi,以保证粘结片有适当的流动度。3)加温启动层压机,加热至220℃。一般情况下,控制最大加热速率,使上/下炉板的温度相差1℃~5℃。4)保温通常情况下,在220℃下保温15分钟,使粘结片处于熔融状态,并有足够的时间流动并润湿待粘表面。对于较厚的排板结构,保温时间可延长到30分钟~45分钟。5)冷压关闭加热系统,在保持压力的情况下冷却层压炉板,直至炉板温度降至120℃。解除压力,从层压机内取出含有层压板的模板。2.2.3问题及对策1)粘结失败原因是在待压板表面采用机械处理方式,如火山灰喷砂处理、机械刷板处理等,应当采用表面化学处理工艺。对保温温度及保温时间不够,应采用热电偶对层压温度曲线再次进行测定。另一个原因是待压物表面沾有脱模剂、湿气、污物等,应当对模具清洁、排板程序和环境条件进行重新评定。2)层压板表面斑点或起泡原因是所施压力不均匀,温度控制不当,层压前内层单片的清洁和干燥不充分。采取的对策是选用洁净的模板或其他光洁材料、检查平整度或压力。采用热电偶对层压温度曲线再次进行检测。复查待压单片的清洁和干燥程序,同时对单片在准备和粘结期间的贮存条件和时间进行复查。3)变形原因是温度过高或压力不均,应当精确控制温度和压力。2.3RO4350的层压工艺2.3.1半固化片RO4403为了实现有效粘结,针对RO4350材料,选用了半固化片RO4403。2.3.2层压工艺1)主要工艺参数温度:175℃;压力:40kg/cm2;时间:2小时;缓冲方式:上、下各垫24张牛皮纸;入模方式:采用较低温度(100℃)入模,175℃开始计算层压时间;放压方式:采取分段释放压力法。采用上述条件进行层压后,层间结合力尚能符合要求,但层压板的平整度较差。经多次试验并参照所用半固化片RO4403的层压特性,决定改用以下工艺参数进行层压。2)排板方式从下到上依次为不锈钢模具下底板/聚酯薄片/4个RO4350单片/一个半固化片RO4403/3个RO4350单片/2个半固化片RO4403/2个RO4350单片/1个半固化片RO4403/1个RO4350单片/聚酯薄片/不锈钢模具上盖板。每侧24张缓冲用牛皮纸。加热温度为175℃。压力为40kg/cm2(对于所选用的30.48cm×25.4cm(12英寸×10英寸)的模具,压力为31吨)。室温下入模,逐渐升温。保温保压时间为2小时,释放压力方式是降温、分段释放压力。实际层压时,对待压板内的温度进行监控测量。为了控制微波多层PCB的介质厚度,分别测量了层压前和层压后的各个单片厚度和成品板的平整度,测量结果见下表1和表2。可以看出8层微波多层PCB的厚度均匀性较好,证明有关参数的控制比较好。上述整个层压过程较长,为了缩短制造周期,更便于控制工艺程序、不妨采用另一种半固化片RO4450B,层压升温速率可明显提高,升温时间由2小时缩短为50分钟。3结论微波PCB正向基材多样化、设计高精度化、计算机控制化、制造专业化、表面镀覆多样化、外形加工数控化和生产检验自动化的方向发展。通过对两种陶瓷粉填充微波多层PCB的层压制造工艺的研究,取得了一定的经验,为今后的进一步深入研究打下了坚实的基础。