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多層高頻混壓PCB材料選擇

發布日期:2021-01-14 15:43:47  |  關注:1507

    FR4和碳氫化合物材料的結合一般來說只存在少量的制程問題。主要體現在轉孔和層壓上。在這種層壓的結構上轉孔,通常需要采用實驗設計來建立合適的進刀/速度模型。層壓的問題主要是由于FR4的半固化片和高頻材料的半固化片的壓合曲線有很大的不同造成的。為保證板材的可靠性,當使用FR4和碳氫化合物半固化片時,有些方法可供考慮選擇。

    方法之一是用高頻半固化片代替FR4半固化片并選擇合適的壓合曲線。高頻半固化片的價格和高頻基材相比比較便宜,并且如果所有的半固化片都采用相同的材料,那么多層高頻混壓PCB循環也會相對簡單。如果FR4的半固化片不能替代,那就必須采用順序層壓的方式。將FR4半固化片的層壓循環曲線放在第一位,高頻材料的層壓循環曲線放在后面。

    使用FR4和高頻PTFE電路材料構成多層高頻混壓PCB,通常會面臨更多的挑戰。但是,也會有一些例外。因為有一些種類的以PTFE為基材的材料相比其它PTFE材料,其電路制程更加簡單。盡管添加了陶瓷的PTFE基材的材料在電路制程上比純的PTFE基材的材料較少考慮電路制程,但是轉孔、PTH處理和尺寸的穩定性是幾個必須考慮的事項。

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    PTH轉孔時主要考慮的是PTFE,其相比FR4來說要軟一些。當轉孔工具通過軟硬材料的結合面時,在PTH的孔壁上,軟的材料會被拉伸一定的長度。這可能會導致出現一個非常嚴重的可靠性問題。通常,通過實驗設計和對轉孔工具壽命的研究,可以獲得正確的進刀和轉孔速度。很多情況下,在轉孔工具剛開始用的時候,這種情況并不會發生。因此,通過掌控轉孔工具的壽命,可以將此問題的影響做到最小化。

    兩種類型材料的PTH孔的電鍍處理要加以重視。Plasma循環可能需要兩個不同的循環或者包含不同階段的一個循環。FR4材料在第一個Plasma循環被處理,PTFE材料在第二個Plasma循環被處理。通常,FR4的Plasma工藝用CF4-N2-O2氣體,PTFE使用氦氣或者聯氨氣體。為提高通孔孔壁的濕溶度,建議使用氦氣來處理PTFE材料。如果濕法制程備用在PTH處理中,請先用高錳酸鉀處理FR4材料,然后采用鈉萘處理PTFE材料。

    尺寸穩定性,或者說縮放比例,也是PTFE和FR4混合材料(多層高頻混壓PCB)所面臨的一個問題。通過最大可能的減少PTFE材料上的機械壓力,可以降低其的發生。不建議用力擦洗材料,因為會增加材料的隨機機械壓力。建議使用化學清理工藝,可以為后續的銅處理工藝做準備。較厚的PTFE材料,其尺寸穩定性的問題越少。添加了玻璃編織布的PTFE材料,其尺寸穩定性也會更好。

    總之,由FR4和高頻材料組成的多層高頻混壓PCB的生產制造會有少量的兼容性問題。但一些電路制程上的要點需要被特殊處理。


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