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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,*,在市場經(jīng)濟和高科技含量產(chǎn)品的發(fā)展潮流中，還有另外一個分支，就是高頻微波印制板和金屬基印制板。,1.,高頻微波印制板在中國大地上熱起來了。,近年來，在華東、華北、珠三角已有眾多印制板企業(yè)在盯著高頻微波板這一市場，在收集高頻波、聚四氟乙烯（,Teflon,，,PTFE,）的動態(tài)和信息，將這類印制板新品種視為電子信息高新科技產(chǎn)業(yè)必不可少的配套產(chǎn)品，加強調研和開發(fā)。一些公司老總認定高頻微波板為未來企業(yè)新的經(jīng)濟增長點。,國外專家預測，高頻微波板的市場發(fā)展會非?？?。在通信、醫(yī)療、軍事、汽車、電腦、儀器等領域，對

2、高頻微波板的需求正急速竄起。高頻微波板占到全球印制板總量的約,15%,，臺灣、韓國、歐、美、日不少,PCB,公司紛紛制訂朝此方向發(fā)展計劃。,歐美高頻微波,板材,供應商,Rogers,、,Arlon,、,Taconic,、,Metclad(NELCO),、,GIL,日本,Chukoh(,中興化成），從,2007,年始向中國這個潛在的大市場進軍，尋找代理、講授相關技術。歐美,板材,供應商已可提供介電常數(shù)從,2.10,、,2.15,、,2.17,，,直到,10,，甚至更高的,板材,系列,100,多個品種。,在珠三角、長三角，據(jù)了解已有不少企業(yè)批量訂,Teflon,和高頻板訂單。國內不少雷達、通信研究

3、所的印制板廠需求高頻微波,板材,在逐年增大。國內華為、貝爾、武漢郵科院等大通信企業(yè)需求高頻微波印制板在逐年增多，國外從事高頻微波產(chǎn)品的企業(yè)亦搬遷來中國，就近采購高頻微波用印制板。,（什么叫高頻？,300MHZ,以上，即波長,1,米以上的短波頻率范圍，一般稱為高頻。）,2.,為什么熱了起來？,有三方面原因。,（,1,）原屬軍事用途的高頻通信的部分頻段讓給民用（,1996,年開始），使民用高頻通信大大發(fā)展。在遠距高通信、導航、醫(yī)療、運輸、交通、倉儲等各個領域大顯身手。,（,2,）高保密性、高傳送質量，使移動電話、汽車電話，無線通信向高頻化發(fā)展，高畫面質量，使廣播電視傳輸，用甚高頻、超高頻播放節(jié)目。

4、高信息量傳送，要求衛(wèi)星通信，微波通信和光纖通信必須高頻化。,（,3,）計算機技術處理能力增加，信息記憶容量增大，迫切要求信號傳送高速化。,總之，電子信息產(chǎn)品高頻化、高速化對印制板的高頻特性提出了高的要求。,3.,為什么要求印制板低,r,（,Dk,）,?,r,或,Dk,，叫介電常數(shù)，是電極間充以某種物質時的電容與同樣構造的真空電容器的電容之比。通常表示某種材料儲存電能能力的大小。當,r,大時，儲存電能能力大，電路中電信號傳輸速度就會變低。通過印制板上電信號的電流方向通常是正負交替變化的，相當于對基板進行不斷充電、放電的過程。在互換中，電容量會影響傳輸速度。而這種影響，在高速傳送的裝置中顯得更為重

5、要。,r,低表示儲存能力小，充、放電過程就快，從而使傳輸速度亦快。所以，在高頻傳輸中，要求介電常數(shù)低。,另外還有一個概念，就是介質損耗。電介質材料在交變電場作用下，由于發(fā)熱而消耗的能量稱之謂介質損耗，通常以介質損耗因數(shù),tan,（,deta,）表示。,和,tan,是成正比的，高頻電路亦要求,低，介質損耗,tan,小，這樣能量損耗也小。,4.,聚四氟乙烯（,Teflon,）印制板的,在印制板基材中，聚四氟乙烯基材的介電常數(shù),最低，典型的僅為,2.62.7,，而一般的玻璃布環(huán)氧樹脂基材的,FR4,的介電常數(shù),為,4.65.0,，因此，,Teflon,印刷板信號傳輸速度要比,FR4,快得多（約,40

6、%,）。,Teflon,板的介于損耗因素為,0.002,，比,FR4,的,0.02,低了,10,倍，能量損耗也小得多。加上聚四氟乙烯稱之為,“,塑料王,”,，電絕緣性能優(yōu)良，化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性也好（至今尚無一種能在,300,以下溶解它的溶劑），所以，高頻高速信號傳遞就要先用,Teflon,或其它介電常數(shù)低的基材了。,Polyflon,、,Rogers,、,Taconic,、,Arlon,、,Meclad,都可提供介電常數(shù)為,2.10,、,2.15,、,2.17,、,2.20,的基材，其介質損耗因素在,10GHZ,下是,0.00050.0009,。聚四氟乙烯基材性能很好，但其加工成印制板的過程

7、同傳統(tǒng)的,FR4,有著完全不同的工藝途徑，這方面就不詳談。在實踐中，除用到要求,為,2.15,、,2.6,的以外，還經(jīng)常用到,3.38,、,3.0,、,3.2,、,3.8,等,Rogers,RO4000,、,GIL1000,系列等。,5.,高頻微波板的基本要求,由于是高頻信號傳輸，要求成品印制板導線的特性阻抗是嚴格的，板的線寬通常要求,0.02mm,（最嚴格的是,0.015mm,）。因此，蝕刻過程需嚴格控制，光成像轉移用的底片需根據(jù)線寬、銅箔厚度而作工藝補償。,這類印制板的線路傳送的不是電流，而是高頻電脈沖信號，導線上的凹坑、缺口、針孔等缺陷會影響傳輸，任何這類小缺陷都是不允許的。有時候，阻焊

8、厚度也會受到嚴格控制，線路上阻焊過厚、過薄幾個微米也會被判不合格。,熱沖擊,288,，,10,秒，,13,次，不發(fā)生孔壁分離。對于聚四氟乙烯板，要解決孔內的潤濕性，作到化學沉銅孔內無空穴，電鍍在孔內的銅層經(jīng)得起熱沖擊，這是作,好,Teflon,孔化板的難點之一。正因為如此，許多基材廠商研發(fā)生產(chǎn)出,高一點，而化學沉銅工藝同常規(guī),FR4,作法一樣的替代品，,Rogers,Ro4003(3.38),和西安,704,廠,(,陜西華電總公司）的,LGC-046(3.20.1),就是這類產(chǎn)品。,翹曲度：通常要求成品板,0.50.7%,。,6.,高頻微波板的加工難點基于聚四氟乙烯板的物理、化學特性，使其加工

9、工藝有別于傳統(tǒng)的,FR4,工藝，若按常規(guī)的環(huán)氧樹脂玻纖覆銅板相同條件加工，則無法得到合格的產(chǎn)品。（,1,）鉆孔：基材柔軟，鉆孔疊板張數(shù)要少，通常,0.8mm,板厚以二張一疊為宜；轉速要慢一些；要使用新鉆頭，鉆頭頂角、螺紋角有其特殊的要求。（,2,）印阻焊：板子蝕刻后，印阻焊綠油前不能用輥刷磨板，以免損壞基板。推薦用化學方法作表面處理。要做到這一點：不磨板，印完阻焊后線路和銅面均勻一致，沒有氧化層，決非易事。（,3,）熱風整平：基于氟樹脂的內在性能，應盡量避免,板材,急速加熱，噴錫前要作,150,，約,30,分鐘的預熱處理，然后馬上噴錫。錫缸溫度不宜超過,245,，否則孤立焊盤的附著力會受到影響

10、。（,4,）銑外形：氟樹脂柔軟，普通銑刀銑外形毛刺非常多，不平整，需要以合適的特種銑刀銑外形。（,5,）工序間運送：不能垂直立放，只能隔紙平放筐內，全過程不得用手指觸摸板內線路圖形。全過程防止擦花、刮傷，線路的劃傷、針孔、壓痕、凹點都會影響信號傳輸，板子會拒收。,（,6,）蝕刻：嚴格控制側蝕、鋸齒、缺口，線寬公差嚴格控制,0.02mm,。用,100,倍放大鏡檢查。（,7,）化學沉銅：化學沉銅的前處理是制造,Teflon,板的最大難點，也是最關鍵的一步。有多種方法作沉銅前處理，但總結起來，能穩(wěn)定質量適合于批量生產(chǎn)的，不外乎二種方法：方法一：化學法：金屬鈉加荼四氫膚喃等溶液，形成荼鈉絡合物，使孔內

11、聚四氟乙烯表層原子受到浸蝕達到潤濕孔的目的。這是經(jīng)典成功的方法，效果良好，質量穩(wěn)定，但毒性大，金屬鈉易燃，危險性大，需專人管理。,方法二：,Plasma,（等離子體）法：需要進口的專用設備，在抽真空的環(huán)境下，在二個高壓電極之間注入四氟化碳（,CF4,）或氬氣（,Ar2,）氮氣（,N2,）、氧氣（,O2,）氣體，印制板放在二個電極之間，腔體內形成等離子體，從而把孔內鉆污、臟物除掉。這種方法可獲得滿意均勻一致的效果，批量生產(chǎn)可行。,對,3.38,和,Rogers,Ro4003,高頻基材，具有聚四氟乙烯玻纖基材類似的高頻性能，又具有,FR4,基材類似的容易加工的特點，這是以玻纖和陶瓷作填料，玻璃化溫

12、度,Tg280,的高耐熱材料。這種基材鉆孔非常耗鉆頭，需使用特殊的鉆機參數(shù)，銑外形要常換銑刀；但其它加工工藝類似，不需要作特殊的孔處理，所以得到了許多,PCB,廠和客戶的認可，但,Ro4003,不含阻燃劑，板子到達,371,，板子可引起燃燒。國營,704,廠,LGC-046,板材,，為改性聚苯醚（,PPO,）型，介電常數(shù),3.2,，加工性能同,FR4,，這個產(chǎn)品在國內亦獲得不少單認可使用。,7.,高頻微波板用在哪里？,衛(wèi)星接收器、基地天線、微波傳輸、汽車電話、全球定位系統(tǒng)、衛(wèi)星通信、通信器材轉接器、接收器、信號振蕩器、家庭電器聯(lián)網(wǎng)、高速運行計算機、示波器、,IC,測試儀器等等，高頻通信、高速傳

13、輸、高保密性、高傳送質量、高記憶容量處理等通信和計算機領域都需要高頻微波印制板。,8.,國內外高頻微波,板材,概況國內，除了上述談到的陜西華電材料科技有限公司（原國營,704,廠）,LGC-046,改性聚苯醚,板材,外，泰州旺靈絕緣材料廠,TF-2,、,F4B,、,F4BK,高頻微波、聚四氟乙烯,板材,亦賣得很紅火。,國外，主要,板材,供應商有：歐美,Rogers,、,Arlon,、,GIL Taconic,、,Metclad,、,Isola,，日本,Asaki,、,Hitach ehemical,、,Chukok,等，已形成約高頻微波用的紙,130,個不同介電常數(shù)的品種。目前的國內外差距：品

14、種、質量穩(wěn)定一致性、價格；國外大客戶認可中國產(chǎn)品有一定難度，等等。,板材,厚度，使用,1.51.6mm,的不多，而,0.5,、,0.8,、,1.0mm,則是比較普通，主要考慮是成本。,Teflon,板材,價格是普通,FR4,的,510,倍，批量采購亦需約,100,美元,/m2,，零星購買需幾百美元,/m2,。,材料種類,NELCO N4000-13,普通,FR4,RO4350,GETEK ML-200D,TACONIC TLC32,組成及特點,玻璃纖維,+,改性環(huán)氧樹脂,高,Tg,材料,環(huán)氧樹脂加玻璃纖維布層壓板。,陶瓷顆粒填充材料,+PPO,樹脂,低,Dk,，,Df,材料,玻璃纖維,+,熱固

15、性環(huán)氧樹脂,+PPO,樹脂,低,Dk,，,Df,材料,玻璃纖維,+,聚四氟乙烯,低,Dk,，,Df,材料,電性能,=3.7(1GHz),tan,=0.009,=4.3(1GHz),=3.48(10GHz),tan,=0.004,=3.7(1GHz),tan,=0.0092,=3.2(10GHz),tan,=0.003,玻璃化溫度（,Tg,）,Tg=,210,C(DSC),135,C(,普通,)175,C(,高,TG)(DSC),Tg280,C (TMA),Tg=180,C,Tg=210,C,可加工性,（類比,FR4,）,層壓時對壓機的升溫控制要求較高,可加工性好，各項指標均能符合加工要求。,T

16、G,值稍低。,可加工性差，對切削工具磨損大，銅箔的抗剝能力差,層壓時對壓機的升溫控制要求較高，對切削工具有一定的磨損，銅箔的抗剝能力差,可加工性差，材料軟，不適合單獨做厚板,主要,用途,手機，服務器，天線，網(wǎng)絡計算機，適于高速信號傳輸,手機，工作基站，天線，計算機，適于高速信號傳輸,手機，工作基站，天線，雷達，微波，適于高速信號傳輸,手機，工作基站，天線，雷達，微波，適于高速信號傳輸,天線，雷達，微波，適于高速信號傳輸,材料生產(chǎn)商,NELCO,多家,GE,TACONIC,價格（,FR4 X,倍數(shù)）,3-4,1,10,6-7,10,設計要求,樹脂含量穩(wěn)定，介電常數(shù)變化小，對介質層調整地范圍寬,型號、厚度種類最多，能符合各種基本要求，但,DK,值較大，設計時受到限制。,樹脂含量穩(wěn)定，介電常數(shù)變化小，對介質層調整地范圍寬,樹脂含量穩(wěn)定，介電常數(shù)變化小，但半固化片只有,0,。規(guī)格，對介質層調整地范圍窄,多層板設計時使用的半固化片的介電常數(shù)，按混壓方式計算出實際的介電常數(shù)和阻抗值,二、然后再說說金屬鋁基板,1.,為什么使用金屬基印制板？,（,1,）散熱性,目前，很多雙面板、多層板密度高、功率大，