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        隨著電子技術(shù)的展開(kāi)，微波的運(yùn)用恰當(dāng)廣泛，對(duì)結(jié)構(gòu)規(guī)劃越來(lái)越高。新的運(yùn)用層出不窮，已廣泛產(chǎn)品廣泛使用于通訊設(shè)備、消費(fèi)電子、工業(yè)控制、汽車電子、醫(yī)療&安防、航天航空等其它高新科技產(chǎn)品領(lǐng)域。等各個(gè)領(lǐng)域，如圖1所示。

    圖1高頻微波板運(yùn)用規(guī)劃示意圖

    對(duì)印制電路板提出了高頻微波特性的要求，對(duì)材料要求也不可避免的越來(lái)越高。對(duì)高頻微波板印制線路板而言，所運(yùn)用的基材與FR-4玻纖板在玻璃纖維布及填料等是完全不同的，現(xiàn)在這種高頻微波材料用于高密度互連板制作上還歸于一個(gè)根究的階段。因材料差異，高頻微波板制作過(guò)程中已出現(xiàn)爆板等異常問(wèn)題，本文以一款板多階HDI陶瓷板為例，介紹其制作過(guò)程中的要害技術(shù)。

    1.高頻微波板的定義

    1.1高頻微波板的定義

    高頻微波望文生義就是頻率高、波長(zhǎng)短，具體短至何種程度，下面定量進(jìn)行描繪。一般，將波長(zhǎng)為1m~0.1mm之間，相應(yīng)的頻率規(guī)劃為300MHz~3000GHz的電磁波稱為微波。從電磁波譜圖中可見(jiàn)，微波的低頻端接近于超短波，高頻端與紅外線相毗連，因此它是一個(gè)頻帶很寬的頻段，其寬度為3000GHz，比一切一般無(wú)線電波波段總和寬上萬(wàn)倍。

    為了便當(dāng)，常將微波差異為分米波、厘米波、毫米波和亞毫米波四個(gè)波段。表1與表2分別給出了一般無(wú)線電波段和微波波段的差異。

    2.技術(shù)難點(diǎn)

    產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖2所示，產(chǎn)品主要參數(shù)特征如表3所示。

    圖2產(chǎn)品層壓結(jié)構(gòu)圖

    3.高頻板加工難點(diǎn)分析及改善方法

    3.1壓合制作

    3.1.1制作難點(diǎn)分析

    此PCB板為某供貨商的一款陶瓷材料，PCB板在規(guī)劃上的確比較特別，它是一個(gè)8層板，2次銅箔壓合，2次激光孔，半固化片運(yùn)用的是也為該陶瓷料，內(nèi)層銅都是34.3μm（1oz），單張bondply規(guī)劃。而陶瓷料材料功用是一種低活動(dòng)度的半固化片，而且還有單張規(guī)劃，填充區(qū)域的銅厚都是34.3μm（1oz），這樣以來(lái)，在正常的壓合過(guò)程中，要想把內(nèi)層線路填充好，故壓合過(guò)程中出現(xiàn)空泛，表4為空泛壓合過(guò)程中產(chǎn)品料溫曲線及材料固化要求。

    此類高頻陶瓷板材半固化片有陶瓷和膠體構(gòu)成，其半固化片含膠量極低，幾乎為零，銅箔結(jié)合力較差，銅箔的附著力較弱，選用半固化片與銅箔壓合后易出現(xiàn)銅皮氣泡或在后續(xù)加工過(guò)程中遭到外力，或許對(duì)產(chǎn)品加熱，極易出現(xiàn)銅箔分層、起泡缺點(diǎn)。如圖3所示。

    圖3壓合簡(jiǎn)略出現(xiàn)的問(wèn)題圖

    3.1.2改善方法

    因?yàn)殂~箔與半固化片結(jié)合力差，導(dǎo)致壓合已出現(xiàn)銅皮氣泡問(wèn)題，此板HDI盲孔為疊孔規(guī)劃結(jié)構(gòu)，為改善此類問(wèn)題，見(jiàn)銅箔與半固化片壓合改為芯板與芯板壓合結(jié)構(gòu)，由之前兩次壓合改為一次壓合制作，具體結(jié)構(gòu)更改如圖4所示。

    圖4層壓結(jié)構(gòu)更改為芯板結(jié)構(gòu)壓合示意圖

    壓合程序調(diào)整，依據(jù)材料特性，將壓力提升到650PSI，恒溫時(shí)間，材料溫度在115℃時(shí)，堅(jiān)持時(shí)間在原來(lái)基礎(chǔ)上添加15min，100℃到120℃升溫速率調(diào)整為1℃/min（圖5）。

    圖5更改后的壓合料溫曲線圖

    因此材料為陶瓷材料，半固化片含膠量低，壓合過(guò)程中出現(xiàn)空泛等問(wèn)題，為改善此類問(wèn)題，調(diào)整壓合排版方法；因此PCB板外層含有樹(shù)脂塞孔，選用離型膜加Pacopad緩沖壓墊和PCB一同壓合易出現(xiàn)板面高低不平，外層樹(shù)脂塞孔制作過(guò)程中導(dǎo)致砂帶磨板出現(xiàn)漏基材等問(wèn)題，故將離型膜加Pacopad調(diào)整到鋼板外面，具體排板方法為：離形膜——Pacopad——離形膜——鋼板——PCB——鋼板——離形膜——Pacopad——離形膜。具體如圖6所示。

    圖6壓合排版結(jié)構(gòu)改善前后對(duì)比

    3.2流程規(guī)劃

    3.2.1優(yōu)化前流程規(guī)劃

    此板原為兩張芯板加半固化片與銅箔疊加方法壓合，盲孔為疊孔規(guī)劃，要求盲孔填平，內(nèi)層銅厚操控最小34.3μm（1oz），為滿意客戶要求原流程為：

    （1）第一次壓合（制作L3~L6層樹(shù)脂塞孔）。

    開(kāi)料→內(nèi)層圖形→內(nèi)層蝕刻→內(nèi)層AOI→棕化→壓合（L3/L6層壓合）→內(nèi)層圖形1→內(nèi)層AOI1→棕化2

    （2）第2次壓合（制作L2~L7層，制作L2和L7層盲孔）。

    壓合1（L2/L7層壓合）→棕化3→激光鉆孔→切片分析→退棕化→內(nèi)層沉銅→整板填孔電鍍→切片分析→內(nèi)層圖形→內(nèi)層蝕刻→內(nèi)層AOI→棕化4

    （3）第3次壓合（制作L1~L8層，制作L1和L8層盲孔）。

    壓合2（L1/8層壓合）→棕化→激光鉆孔→切片分析→退棕化→外層沉銅→整板填孔電鍍→切片分析→減銅→外層鉆孔→外層沉銅→全板電鍍→外層圖形→圖形電鍍→外層AOI→……→正常制作→……

    3.2.2優(yōu)化后流程規(guī)劃

    調(diào)整為芯板與芯板壓合，能夠起到簡(jiǎn)化流程，故對(duì)原流程需從頭規(guī)劃，新流程規(guī)劃如下：

    （1）第一次壓合（制作L3~L6層樹(shù)脂塞孔）。

    開(kāi)料→內(nèi)層圖形（L2、L7層盲孔對(duì)應(yīng)的銅PAD需掏銅，掏銅直徑比激光鉆直徑小0.075mm，但比PAD小）→內(nèi)層蝕刻→內(nèi)層AOI→棕化→壓合（L3/6層壓合）→內(nèi)層圖形1→內(nèi)層AOI1→棕化2

    （2）第2次壓合（制作L1~L8層）。

    壓合（L1~8層）→鉆激光定位孔→盲孔開(kāi)窗圖形（開(kāi)窗直徑與激光鉆咀等大）→盲孔開(kāi)窗蝕刻→激光鉆孔→切片分析→外層沉銅→整板填孔電鍍（孔內(nèi)銅厚≥20mm）→切片分析2→外層鍍孔圖形→點(diǎn)鍍填孔電鍍（盲孔填平）→切片分析→退膜→砂帶磨板→外層鉆孔→外層沉銅→全板電鍍→外層圖形→圖形電鍍→外層AOI→……→正常制作→……

    3.3鉆孔孔粗與除膠

    3.3.1制作難點(diǎn)分析

    高頻陶瓷板材含有陶瓷和膠體材料，無(wú)機(jī)填料偏多，物理特性較脆、較硬，鉆孔時(shí)對(duì)刀具的磨損很嚴(yán)重，操控不妥會(huì)出現(xiàn)爆孔、披鋒等異常（表5）。

    由一種特別成分和膠體組成的陶瓷材料，無(wú)機(jī)填料偏多，物理特性較脆、較硬，選用傳統(tǒng)的化學(xué)除膠方法（KMnO4+H2SO4）咬蝕功率較低，簡(jiǎn)略構(gòu)成除膠不凈問(wèn)題。

    3.3.2改善方法

    鉆孔選用金剛石涂層的刀具，具體改善方法如下：

    （1）蓋板、墊板：運(yùn)用酚醛材料；

    （2）孔限設(shè)置：孔限設(shè)置為100孔，以避免基體材料疲倦損壞導(dǎo)致斷刀，一同調(diào)整鉆孔參數(shù)為如表6。

    經(jīng)分析，選用等離子除膠方法除鉆污作用較好。等離子體是物質(zhì)存在的第四種狀況，帶電的離子碰擊孔壁表面，能夠除掉表面上附著的鉆污，對(duì)不同物質(zhì)的作用均勻，通過(guò)DOE查驗(yàn)，本產(chǎn)品除鉆污參數(shù)如表7所示，除膠改善前后孔壁作用見(jiàn)圖7所示。

    圖7除膠改善前后孔壁作用圖對(duì)比

    3.4盲孔制作

    3.4.1制作難點(diǎn)分析

    此板為盲孔疊孔制作，此材料為陶瓷材料，材料慵懶相對(duì)一般FR-4材料強(qiáng)，更改壓合疊板結(jié)構(gòu)后，要求激光鉆孔制作需一次擊穿兩層介質(zhì)厚度，制作過(guò)程中因介質(zhì)太厚，無(wú)法一次擊穿，而選用背鉆方法制作，由因?yàn)椴荒軅降讓鱼~，易出現(xiàn)鉆不到方針層或傷到底層。

    制作此盲孔電鍍，因?yàn)閮蓪用た字苯哟虼丛讖揭?guī)劃，此陶瓷材料code厚度固定為0.1mm，加上內(nèi)層銅厚，按原激光巨細(xì)0.15mm規(guī)劃，電鍍縱橫比過(guò)大，已出現(xiàn)盲孔孔無(wú)銅等問(wèn)題。具體見(jiàn)圖8所示。

    圖8盲孔疊孔異常切片圖

    3.4.2改善方法

    因盲孔激光鉆孔異常，為改善此類問(wèn)題，現(xiàn)將疊孔方位L2和L7層在做內(nèi)層圖形時(shí)，將L2和L7層盲孔疊孔方位的銅掏掉，因?yàn)榀B孔L2和L7層客戶規(guī)劃需要與內(nèi)層銅導(dǎo)通聯(lián)接，故開(kāi)窗巨細(xì)規(guī)劃為PAD之間比激光鉆孔孔徑小0.075mm，保證電鍍內(nèi)層銅與電鍍層能夠聯(lián)接，因介質(zhì)厚度＞0.2mm，盲孔規(guī)劃巨細(xì)為0.25mm，保證孔徑縱橫比＜1，便于電鍍制作。

    電鍍選用整板填孔一次填孔將盲孔填平，外層線路為0.0762mm/0.0762mm（3mil/3mil）的線，電鍍均勻性的影響，易出現(xiàn)蝕刻不凈等問(wèn)題，為避免外層蝕刻不凈，分兩步制作，因內(nèi)層激光盲孔PAD開(kāi)窗0.075mm，所以內(nèi)層L2-L3和L6-L7層盲孔方位最大0.175mm，故第一步先選用整板填孔電鍍將內(nèi)層方位盲孔填平；第二部選用點(diǎn)鍍盲孔的方法，將外層盲孔填平，填平后經(jīng)砂帶磨板將出產(chǎn)板磨平，保證板面平整無(wú)凹坑。具體改善如圖9所示。

    圖9盲孔疊孔改善后的盲孔切片圖

    4.產(chǎn)品制作作用

    產(chǎn)品制作作用見(jiàn)圖10所示。

    圖10產(chǎn)品制作作用圖

    5.總結(jié)

    現(xiàn)在高頻微波材料用于高密度互連板屢次壓合制作還不可老到，通過(guò)我司制作的一款陶瓷材料制作的高頻微波板的制作參看，總結(jié)如下。

    （1）高頻微波材料壓合條件比一般FR-4要求高，調(diào)整壓合程式、排板方法等方法，處理了因材料功用問(wèn)題構(gòu)成的壓合空泛?jiǎn)栴}；

    （2）高頻陶瓷板材半固化片有陶瓷和膠體構(gòu)成，其半固化片含膠量極低，幾乎為零，銅箔結(jié)合力較差，銅箔的附著力較弱，通過(guò)調(diào)整壓合結(jié)構(gòu)，來(lái)改善此類問(wèn)題；

    （3）高頻微波板為陶瓷料，物理特性較脆、較硬，選用傳統(tǒng)的化學(xué)除膠方法（KMnO4+H2SO4）咬蝕功率較低，通過(guò)添加等離子除膠加大除膠量，一同通過(guò)調(diào)整鉆孔參數(shù)來(lái)改善鉆孔孔粗及除膠；

    （4）此高頻微波板因半固化片與銅箔壓合，出現(xiàn)氣泡，改為code壓合方法制作，盲孔為疊孔，一次激光，起到優(yōu)化流程的作用，在此過(guò)程中減少了棕化、電鍍和外層等工序的制形本錢，一同在現(xiàn)有條件下人工本錢和物料本錢上升的狀況下，能為公司效益提升做出不小的貢獻(xiàn)。