覆銅板又名基材,將補(bǔ)強(qiáng)材料浸以樹脂,一面或兩面覆以銅箔,經(jīng)熱壓而成的一種板狀材料,稱為覆銅箔層壓板。它是做PCB的基本材料,常叫基材。 當(dāng)它用于多層板生產(chǎn)時(shí),也叫芯板(CORE)。本文主要介紹的是高速高頻覆銅板工藝流程,具體得跟隨小編一起來了解一下吧。
高速高頻覆銅板工藝流程
高頻覆銅板制備工藝與普通覆銅板流程類似:
1、混膠: 將特種樹脂、溶劑、填料,按一定比例通過管道用泵打入到混膠桶中進(jìn)行攪拌, 需物料攪拌配制成帶流動(dòng)性的粘稠狀膠液。
2、上膠烘干:將混合好的膠液用泵打入膠槽中,同時(shí)將玻纖布通過上膠機(jī)連續(xù)浸入到膠槽中,使膠水粘附在玻纖布上。上膠后的玻纖布進(jìn)入上膠機(jī)烤箱中高溫烘干后成為粘結(jié)片。
3、粘切片裁剪后疊 BOOK: 經(jīng)烘干后的粘結(jié)片按要求進(jìn)行切邊,將粘結(jié)片(1 張或多張)和銅箔進(jìn)行疊配,輸送至無塵室。使用自動(dòng)疊 BOOK 機(jī)組合配好的料與鏡面鋼板。
4、層壓: 將組合好的半成品由自動(dòng)輸送機(jī)送至熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓,使產(chǎn)品在高溫、高壓及真空環(huán)境中保持?jǐn)?shù)小時(shí),以使粘結(jié)片、銅箔連結(jié)成一體,最終成為表面銅箔、中間絕緣層的覆銅板成品。
5、剪板: 冷卻之后將拆出的產(chǎn)品多余的邊條修掉,同時(shí)根據(jù)客戶要求,裁切成相應(yīng)尺寸。
圖表:高頻覆銅板制備工藝流程示意圖
原材料配方直接影響到覆銅板介電常數(shù)與介電損耗,工藝生產(chǎn)核心難點(diǎn)在于上游原材料選擇以及配方配比:
樹脂:
傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂由于本身具有含量較大的極性基團(tuán),介電性能較高,通過使用其他類型樹脂例如:聚四氟乙烯、氰酸酯、苯乙烯馬來酸酐、PPO/APPE 以及其他改性熱固性塑料等低極化分子結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)低介電常數(shù)與低損耗材料。
圖表:不同樹脂的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子
填料:改善板材物理特性同時(shí)影響介電常數(shù)
基板材料制造中的填充材料,是指基板材料組成中除增強(qiáng)纖維材料外,作為樹脂填料的化工材料。填充材料在整個(gè)基板材料用樹脂中所占的比例、品種、表面處理技術(shù)等,都對(duì)基板材料的介電常數(shù)有所影響。無機(jī)填料中較常使用的有:滑石粉、高嶺土、氫氧化鎂、氫氧化鋁、硅微粉與氧化鋁等。填料的加入,可以有效降低產(chǎn)品的吸濕性,從而改善板材的耐熱性,同時(shí),還可以降低板材熱膨脹系數(shù)。
圖表:不同填料的介電常數(shù)
玻纖布:降低玻纖布介電常數(shù)是降低板材介電常數(shù)的有效途徑
玻纖布是覆銅板中力學(xué)強(qiáng)度的主要承擔(dān)者,一般來說其介電常數(shù)高于樹脂基體,又在覆銅板中占有較高的體積含量,因此是決定復(fù)合材料介電性能的主要因素。在FR-4覆銅板生產(chǎn)中,一直沿用傳統(tǒng)的E-玻纖布,雖然E-玻纖布的綜合性能好,性能價(jià)格比較理想,但介電性能欠佳、介電常數(shù)偏高(6.6),影響了它在高頻高速領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。目前玻纖布廠商也在開發(fā)低介電常數(shù)有機(jī)纖維,例如芳綸纖維、聚醚醚酮(PEEK)纖維以及醋酯纖維。
圖表:不同成分玻纖布的介電常數(shù)
銅箔:銅箔表面粗糙度對(duì)于材料性能亦有影響
銅箔的趨膚深度隨著信號(hào)傳輸inland的增加而減少,在高頻下,銅導(dǎo)體的趨膚深度不足1um,這說明大多數(shù)電路將在銅箔表面的齒狀結(jié)構(gòu)中流過,由于粗糙表面影響電流通過,會(huì)影響到功率損耗與插入損耗。
圖表:松下不同類型銅箔表面粗糙度產(chǎn)品傳輸損耗測試結(jié)果
高頻覆銅板制備流程與常規(guī)產(chǎn)品流程類似,介電常數(shù)與介電損耗主要受到原材料、工藝配方、工藝過程控制影響,上述三大因素均需要長時(shí)間下游應(yīng)用產(chǎn)品驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)積累,構(gòu)筑了高頻覆銅板制造商核心壁壘。