高速高频覆铜板工艺流程详解

2018-9-21 11:50:36

4108 PCB 覆铜板

　　覆铜板又名基材，将补强材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板。它是做PCB的基本材料，常叫基材。当它用于多层板生产时，也叫芯板（CORE）。本文主要介绍的是高速高频覆铜板工艺流程，具体得跟随小编一起来了解一下吧。
　　高速高频覆铜板工艺流程
　　高频覆铜板制备工艺与普通覆铜板流程类似：
　　1、混胶：将特种树脂、溶剂、填料，按一定比例通过管道用泵打入到混胶桶中进行搅拌，需物料搅拌配制成带流动性的粘稠状胶液。
　　2、上胶烘干：将混合好的胶液用泵打入胶槽中，同时将玻纤布通过上胶机连续浸入到胶槽中，使胶水粘附在玻纤布上。上胶后的玻纤布进入上胶机烤箱中高温烘干后成为粘结片。
　　3、粘切片裁剪后叠 BOOK：经烘干后的粘结片按要求进行切边，将粘结片（1 张或多张）和铜箔进行叠配，输送至无尘室。使用自动叠 BOOK 机组合配好的料与镜面钢板。
　　4、层压：将组合好的半成品由自动输送机送至热压机进行热压，使产品在高温、高压及真空环境中保持数小时，以使粘结片、铜箔连结成一体，最终成为表面铜箔、中间绝缘层的覆铜板成品。
　　5、剪板：冷却之后将拆出的产品多余的边条修掉，同时根据客户要求，裁切成相应尺寸。

　　图表：高频覆铜板制备工艺流程示意图

　　原材料配方直接影响到覆铜板介电常数与介电损耗，工艺生产核心难点在于上游原材料选择以及配方配比：
　　树脂：
　　传统环氧树脂由于本身具有含量较大的极性基团，介电性能较高，通过使用其他类型树脂例如：聚四氟乙烯、氰酸酯、苯乙烯马来酸酐、PPO/APPE 以及其他改性热固性塑料等低极化分子结构来实现低介电常数与低损耗材料。

　　图表：不同树脂的介电常数和介质损耗因子

　　填料：改善板材物理特性同时影响介电常数
　　基板材料制造中的填充材料，是指基板材料组成中除增强纤维材料外，作为树脂填料的化工材料。填充材料在整个基板材料用树脂中所占的比例、品种、表面处理技术等，都对基板材料的介电常数有所影响。无机填料中较常使用的有：滑石粉、高岭土、氢氧化镁、氢氧化铝、硅微粉与氧化铝等。填料的加入，可以有效降低产品的吸湿性，从而改善板材的耐热性，同时，还可以降低板材热膨胀系数。

　　图表：不同填料的介电常数
　　玻纤布：降低玻纤布介电常数是降低板材介电常数的有效途径
　　玻纤布是覆铜板中力学强度的主要承担者，一般来说其介电常数高于树脂基体，又在覆铜板中占有较高的体积含量，因此是决定复合材料介电性能的主要因素。在FR-4覆铜板生产中，一直沿用传统的E-玻纤布，虽然E-玻纤布的综合性能好，性能价格比较理想，但介电性能欠佳、介电常数偏高（6.6），影响了它在高频高速领域中的推广应用。目前玻纤布厂商也在开发低介电常数有机纤维，例如芳纶纤维、聚醚醚酮（PEEK）纤维以及醋酯纤维。

　　图表：不同成分玻纤布的介电常数

　　铜箔：铜箔表面粗糙度对于材料性能亦有影响
　　铜箔的趋肤深度随着信号传输inland的增加而减少，在高频下，铜导体的趋肤深度不足1um，这说明大多数电路将在铜箔表面的齿状结构中流过，由于粗糙表面影响电流通过，会影响到功率损耗与插入损耗。

　　图表：松下不同类型铜箔表面粗糙度产品传输损耗测试结果

　　高频覆铜板制备流程与常规产品流程类似，介电常数与介电损耗主要受到原材料、工艺配方、工艺过程控制影响，上述三大因素均需要长时间下游应用产品验证和实验经验积累，构筑了高频覆铜板制造商核心壁垒。