什么是高頻板

　　電磁頻率較高的特種線路板，一般來說，高頻可定義為頻率在1GHz以上。其各項(xiàng)物理性能、精度、技術(shù)參數(shù)要求非常高，常用于汽車防碰撞系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)等領(lǐng)域。價格高昂，通常每平方厘米價格在1.8左右，約合每平米1.8萬元。

　　高頻板線路板特點(diǎn)

　　1、阻抗控制要求比較嚴(yán)格，相對線寬控制的很嚴(yán)格，一般公差百分之二左右。

　　2、由于板材特殊，所以PTH沉銅時的附著力不高，通常需要借助等離子處理設(shè)備等先對過孔及表面進(jìn)行粗化處理，以增加PTH孔銅和阻焊油墨的附著力。

　　3、做阻焊之前不能磨板，不然附著力會很差，只能用微蝕藥水等粗化。

　　4、板材多數(shù)是聚四氟乙烯類的材料，用普通銑刀成型會有很多毛邊，需專用銑刀。

　　5、高頻電路板是電磁頻率較高的特種電路板，一般來說高頻可定義為頻率在1GHz以上。

　　其各項(xiàng)物理性能、精度、技術(shù)參數(shù)要求非常高，常用于汽車防碰撞系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)等領(lǐng)域。

　　詳細(xì)解析高頻板參數(shù)

　　電子設(shè)備高頻化是發(fā)展趨勢，尤其在無線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通訊的日益發(fā)展，信息產(chǎn)品走向高速與高頻化，及通信產(chǎn)品走向容量大速度快的無線傳輸之語音、視像和數(shù)據(jù)規(guī)范化。因此發(fā)展的新一代產(chǎn)品都需要高頻基板，衛(wèi)星系統(tǒng)、移動電話接收基站等通信產(chǎn)品必須應(yīng)用高頻電路板，在未來幾年又必然迅速發(fā)展，高頻基板就會大量需求。

　?。?）高頻電路板基材與銅箔的熱膨脹系數(shù)一定要是一致的，如果不一致的話會在冷熱變化過程中造成銅箔分離。

　?。?）高頻電路板基材吸水性要低，吸水性高就會在受潮時造成介電常數(shù)與介質(zhì)損耗。

　?。?）高頻電路板基材介電常數(shù)（Dk）一定得小而穩(wěn)定，一般來說是越小越好，信號的傳送速率與材料介電常數(shù)的平方根成反比，高介電常數(shù)容易造成信號傳輸延誤。

　?。?）高頻電路板基板材料介質(zhì)損耗（Df）必須小，這主要影響到信號傳送的品質(zhì)，介質(zhì)損耗越小使信號損耗也越小。

　?。?）高頻電路板基板材料其它耐熱性、抗化學(xué)性、沖擊強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度等亦必須良好。一般來說，高頻可定義為頻率在1GHz以上。目前較多采用的高頻電路板基材是氟糸介質(zhì)基板，如聚四氟乙烯（PTFE），平時稱為特氟龍，通常應(yīng)用在5GHz以上。另外還有用FR-4或PPO基材，可用于1GHz~10GHz之間的產(chǎn)品。

　　現(xiàn)階段所使用的環(huán)氧樹脂、PPO樹脂和氟系樹脂這三大類高頻電路板基板材料，以環(huán)氧樹脂成本最便宜，而氟系樹脂最昂貴;而以介電常數(shù)、介質(zhì)損耗、吸水率和頻率特性考慮，氟系樹脂最佳，環(huán)氧樹脂較差。當(dāng)產(chǎn)品應(yīng)用的頻率高過10GHz時，只有氟系樹脂印制板才能適用。顯而易見，氟系樹脂高頻基板性能遠(yuǎn)高于其它基板，但其不足之處除成本高外是剛性差，及熱膨脹系數(shù)較大。對于聚四氟乙烯（PTFE）而言，為改善性能用大量無機(jī)物（如二氧化硅SiO2）或玻璃布作增強(qiáng)填充材料，來提高基材剛性及降低其熱膨脹性。

　　另外因聚四氟乙烯樹脂本身的分子惰性，造成不容易與銅箔結(jié)合性差，因此更需與銅箔結(jié)合面的特殊表面處理。處理方法上有聚四氟乙烯表面進(jìn)行化學(xué)蝕刻或等離子體蝕刻，增加表面粗糙度或者在銅箔與聚四氟乙烯樹脂之間增加一層粘合膜層提高結(jié)合力，但可能對介質(zhì)性能有影響，整個氟系高頻板基板的開發(fā)，需要有原材料供應(yīng)商、研究單位、設(shè)備供應(yīng)商、PCB制造商與通信產(chǎn)品制造商等多方面合作，以便跟上高頻電路板這一領(lǐng)域快速發(fā)展的需要。

　　高頻板的生產(chǎn)流程

　　1.產(chǎn)品設(shè)計

　　1.1材料選用設(shè)計：

　　因高頻板應(yīng)用的特殊性，要求產(chǎn)品信號傳播速度快，損耗小，穩(wěn)定性高，其部分耐高低溫問題、耐溶劑等特殊性的要求，客戶在設(shè)計時已經(jīng)對其產(chǎn)品的特性進(jìn)行評估，并有考慮其電器特性，所以一般MI設(shè)計選擇材料時應(yīng)依據(jù)客戶的要求進(jìn)行。

　　在選用板材的選用上需要特別的注意，依據(jù)其設(shè)計DK、DF等電氣特性參數(shù)進(jìn)行選適當(dāng)?shù)牟牧希唧w材料特性依據(jù)各材料的特性，選用原則如下：

　　A.銅箔的選擇：

　　高頻天線板，銅箔處理面RZ：RTF銅箔（反轉(zhuǎn)銅箔）≤5.1um，RA銅箔（壓延銅箔）≤3um。

　　B.常用高頻選材

　　具體可參見材料表，厚度公差參照IPC-4103標(biāo)準(zhǔn)ClassB級

　　1.2.流程設(shè)計

　　A.NPTH的PTFE板制作：

　　開料—鉆孔—圖形轉(zhuǎn)移—蝕刻—檢查—阻焊—字符—成型—測試—終檢—沉錫—終檢—包裝—出貨

　　B.PTH的PTFE板制作：

　　正片流程：開料—鉆孔—孔處理（高頻板整孔劑處理—沉銅—板電—圖形轉(zhuǎn)移—檢查—圖形電鍍—堿性蝕刻—蝕檢—阻焊—字符—成型—測試—終檢—沉錫—終檢—包裝—出貨

　　負(fù)片流程：開料—鉆孔—孔處理（高頻板整孔劑處理—沉銅—板電—圖形轉(zhuǎn)移—檢查—酸性蝕刻—蝕檢—阻焊—字符—成型—測試—終檢—沉錫—終檢—包裝—出貨

　　C.多層純PTFE或混壓板制作：

　　開料—內(nèi)層圖轉(zhuǎn)—內(nèi)層蝕刻—棕化（內(nèi)層芯板棕化后用110度烘板2小時）—層壓—鉆孔—孔處理（高頻板整孔劑處理，非PTFE不需此工藝—沉銅板電—外層圖轉(zhuǎn)—圖電—堿性蝕刻—阻焊—字符—成型—測試—終檢—沉錫—終檢—包裝—出貨

　　注意：

　　a.熱固性陶瓷碳?xì)浠衔锊牧希ǚ荘TFE材料），加工流程與常規(guī)的FR-4材料一致，PTFE材料板件需要在鉆孔、沉銅、阻焊和鑼板工序作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，鉆孔后的孔處理上有一定差異。

　　b.對于NPTH孔都需要在蝕刻前鉆孔。

　　c.表面處理成本的考慮，成本從高到低大致依次：沉金、沉銀、水金、無鉛噴錫、沉錫、有鉛噴錫、OSP等（建議不作噴錫工藝），表面處理如為沉金噴錫電錫板則在成型前制作，如沉錫、OSP板則在成型后制作。

　　d.如在產(chǎn)品品質(zhì)能達(dá)客戶要求，不影響產(chǎn)品的品質(zhì)情況下，對于PTFE材料（如無防焊工序、文字工序）可以考慮先成型，再蝕刻，然后進(jìn)行表面處理，避免板邊毛刺問題；或蝕刻前后分兩次成型制作，減少板邊毛刺。

　　1.3.工程設(shè)計注意事項(xiàng)：

　　A.開料：所有高頻板開料后不烤板。

　　開料后使用墊紙隔板，防止壓傷、擦花。

　　B.板材價格昂貴，按最高利用率排版，利用率要求：單面板88%以上，雙面板85%以上，多層板80%以上，拼板尺寸：由于高頻材料材質(zhì)較軟，在考慮材料利用率的前提下，拼板尺寸盡量按標(biāo)準(zhǔn)拼板，如：12*18、18*24、16*18、36*48尺寸；畫出開料圖，按排版方式ERP生成，經(jīng)緯向與FR4相反。

　　C.疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計：所有多層板的疊層結(jié)構(gòu)必須按照Core+Core結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計：

　　G.線路蝕刻后注明：蝕刻后手不能觸摸到成型區(qū)內(nèi)，不能機(jī)械處理，只能化學(xué)處理（包括內(nèi)層線路及外層線路），但對于陶瓷材料允許輕磨。D.最小鉆孔孔徑工程設(shè)計≥0.35mm，以減小生產(chǎn)加工難度

　　E.孔內(nèi)銅厚≥25um，孔壁粗糙度PTFE材料≤40um，非PTFE材料≤30um，如有特殊要求，需要在MI中特別注明。

　　F.如果一面為大銅皮，另一面為幾根線路，板材較軟較薄的不能陰陽拼板處理。

　　H.阻抗線、信號線、射頻線，需要特別管控其線寬、蝕刻因子和線距。

　　I.阻焊菲林設(shè)計時，PTFE材料成型板邊或V-CUT位應(yīng)設(shè)計為綠油覆蓋，ROGERS陶瓷填充，可以設(shè)計為開窗

　　J.加公司標(biāo)志為蝕刻標(biāo)記時，應(yīng)遠(yuǎn)離線路，為防止細(xì)小字符脫落，不可私自添加蝕刻字，避免影響產(chǎn)品信號。

　　K.成型方式：

　　a.成形方式包括有機(jī)銑、剪切、沖壓（開精密模）、V-CUT。

　　b.填寫公差時若客戶有要求按客戶要求填寫。若客戶無特別指明的按+/-0.15mm.

　　c.V-CUT和金手指要求按下表要求填寫：（客戶有要求除外）

　　L：高頻產(chǎn)品控制毛刺的設(shè)計方案：

　　高頻板因其材料特性較軟，在鑼板時容易出現(xiàn)毛刺，為改善高頻板鑼板毛刺有以下幾種方法：

　　以上方法的使用說明：

　　a.從生產(chǎn)效率和成本上考慮，改善毛刺的方法優(yōu)先選擇原則如下：

　　方法1》方法2》方法3

　　b.上三種方案的生產(chǎn)流程不一樣，因此在設(shè)計時就必須作考慮，MI外形圖上注明清楚，可以采用兩者相結(jié)合的方式。

　　c.對于外型如有弧形（弧內(nèi)半徑大于2CM的除外），其弧形位置鑼板方式如下：

　?、傧扔靡话训墩ｈ屚庑?，但鑼槽位需要外鑼0.15-0.2mm，

　?、谠儆靡话研碌墩ｈ屢淮螆A弧位置。

　　注：①。上要求在方法②工藝時（小弧和直線）不需要分開鑼。②。鑼板時一般直線無毛刺，進(jìn)刀速較快，而圓弧容易出現(xiàn)毛刺，進(jìn)刀速較慢，參數(shù)不一樣，因此考慮分刀鑼。

　　d.如成型線有經(jīng)過盲槽時，盲槽的開口必須朝下。

　　e.高頻板的鑼刀的下刀位加鉆一個預(yù)鉆孔，孔徑比鑼刀大0.05MM，特殊情況下可以考慮等大的，避免下鉆時斷刀。

　　f.PTFE材質(zhì)的高頻材料的鑼刀刀徑選用≥1.5MM，如因特殊原因一定需要使用1.5MM以下的鑼刀，需要在蝕刻前進(jìn)行鑼板。（成品采用小刀鑼板，容易產(chǎn)生毛刺，斷刀問題，同時疊板數(shù)量?。?/p>

　　g.蓋板的選擇：紙墊板、FR4內(nèi)層報廢板（蝕銅后）、過期基板（蝕銅后）、黃蓋片等，當(dāng)加蓋片后仍有微毛刺時考慮在最上一片板與蓋板間加2-3張白紙。

　　h.鑼刀壽命：高頻不同材料，有一定差異，以實(shí)際的鑼板質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)，一般在10-20米左右，鑼完高頻板后的刀，仍以新刀的壽命計算使用在至FR4上，PTFE產(chǎn)品材質(zhì)較軟，可以選用特定的鑼刀。

　　1.4.制程控制要求：

　　A.介層厚度：

　　壓合后介層厚度的控制公差，以+/-15%的公差控制，在電鍍切片孔銅時一起量測其介層厚度。

　　B.線寬：

　　天線板：對于射頻區(qū)域，線寬≤10mil，公差：+/-20%控制，線寬＞10mil，公差：+/-2mil，客戶有特殊要求的依據(jù)客戶要求控制。

　　射頻板：當(dāng)線路≤10mil時，成品公差以+/-20%控制，線寬＞10mil，外層公差以+/-0.025mm控制，成品以+/-0.030mm。

　　注：內(nèi)部過程監(jiān)控，線寬≤10mil，首件公差+/-10%，線寬＞10mil，公差：+/-1.2mil，方可批量生產(chǎn)。

　　C.層間對準(zhǔn)度：

　　≤+/-2mil（所有層間），對于兩面或多層板，都需要在板邊四角設(shè)計蝴蝶PAD，提高對位精度。

　　D.孔銅：

　　電鍍后≥23um，成品≥20um，華為產(chǎn)品成品min：25um，客戶有特殊要求的除外。

　　E.銅厚：

　　天線板：35+/-8um，如有外層電鍍?yōu)椋?5+/-10um

　　射頻板：35+/-5um，如有外層電鍍?yōu)椋?5+/-8um

　　當(dāng)客戶有要求時，標(biāo)準(zhǔn)高于公司標(biāo)準(zhǔn)時以客戶標(biāo)準(zhǔn)控制，當(dāng)客戶標(biāo)準(zhǔn)低于公司標(biāo)準(zhǔn)時，以公司標(biāo)準(zhǔn)控制，所有高頻產(chǎn)品銅厚有上下限控制。

　　F.蝕刻因子：

　　蝕刻因子（無PTH）：≥3（制程首件控制3.5以上）

　　蝕刻因子（PTH）：≥2.5（制程程首件控制3.0以上）

　　G.PIM：

　　≤-115dBm（無線信號的功率）

　　抗剝強(qiáng)度：≥0.53N/mm

　　1.5.產(chǎn)品漲縮控制：

　　A.因PTFE材料較軟，生產(chǎn)中容易拉長，為避免成品尺寸超差，所以對開料后的鉆孔比例進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，如為雙面板由原1.0調(diào)整至：X（短方向）：0.9998，Y（長方向）：0.9997制作，如為多層板，則按照內(nèi)部漲縮補(bǔ)償系數(shù)表。

　　B.高頻板在沉銅前處理和外層圖轉(zhuǎn)前處理可采用輕磨板方式后去除掉板面氧化物、孔口毛刺為宜，不可重磨，避免材料拉伸變形。

　　C.后續(xù)的圖形轉(zhuǎn)移、防焊依據(jù)實(shí)際量測的二次元結(jié)果進(jìn)行出底片制作。

　　D.對于高頻的需要壓合的板件，第一次原始的比率（內(nèi)層鉆孔或圖形轉(zhuǎn)移）需要做一定的預(yù)補(bǔ)償，具體見內(nèi)部漲縮補(bǔ)償系數(shù)表。

　　1.6.產(chǎn)品設(shè)計其他要求：

　　A.在MI上注明“高頻”字樣，對于制程產(chǎn)品控制的要求在工單上備注說明，具體見下1.3“制程控制要求”內(nèi)容。

　　B.MI接單后，依據(jù)客戶設(shè)計的圖形，進(jìn)行此高頻板產(chǎn)品類別：天線板、射頻板，再依據(jù)相應(yīng)的要求進(jìn)行控制。對于軍工產(chǎn)品的控制要求依據(jù)軍工產(chǎn)品設(shè)計依據(jù)“軍工產(chǎn)品設(shè)計制作指引”。

　　C.如板件過長，需要進(jìn)行菲林對接才可以完成圖型轉(zhuǎn)移的過程，則對接處不可以選擇在敏感信號線處，盡量選擇大銅面或其他大線路的區(qū)域。

　　D.對于敏感信號線不可有缺口問題（MI增加位置說明）。

　　1.7.CAM資料設(shè)計

　　A.阻膠壩設(shè)計：設(shè)計如下圖：

　　對于高頻混壓板，板邊流膠需要作適當(dāng)調(diào)整，塊與塊之間為墻磚式設(shè)計結(jié)構(gòu)，橫向間距為1.0mm，縱向間距為0.5mm，四角為兩塊大銅塊20*5，角上開1.0mm流膠槽，如下圖：

　　B.對于在板內(nèi)需要管控的線寬在板邊以坐標(biāo)的形式，標(biāo)識出，方便人員量測及控制。