Im Bereichhohe-FrequenzAufgrund ihrer niedrigen Dielektrizitätskonstante, ihres geringen Verlustfaktors und ihrer hervorragenden thermischen Stabilität sind Rogers-Materialien zur bevorzugten Wahl für die Herstellung von Hochleistungs-Leiterplatten geworden. Diese Art von Leiterplatte wird häufig in Szenarien verwendet, die eine extrem hohe Signalübertragungseffizienz erfordern, wie z. B. 5G-Basisstationen, Satellitenkommunikation, Radarsysteme usw. Ihr Verarbeitungsablauf unterscheidet sich erheblich von dem gewöhnlicherfr4Leiterplatten und eine präzise Prozesskontrolle ist erforderlich, um eine maximale Materialleistung sicherzustellen.
Der Verarbeitungsablauf einer Hochfrequenz-Rogers-Leiterplatte
Bei der Verarbeitung von Hochfrequenz-Rogers-Leiterplatten müssen Materialeigenschaften und Hochfrequenz-Leistungsanforderungen in Einklang gebracht werden. Der Prozess kann in sechs Kernschritte unterteilt werden:
1. Materialauswahl und Vorbehandlung
Rogers-Materialien wie RO4350B, RO4003C usw. müssen entsprechend der Dielektrizitätskonstante und den Dickenanforderungen des Produktdesigns genau abgestimmt werden. Nach dem Materialeingang ist eine strenge Sichtprüfung erforderlich, um Oberflächenkratzer und Oxidation zu beseitigen, die durch unsachgemäßen Transport oder Lagerung verursacht wurden.
2. Herstellung von Schaltkreisen der inneren Schicht
Der Schaltkreis der inneren Schicht ist der grundlegende Träger der Signalübertragung, und die Genauigkeit muss durch die folgenden Schritte sichergestellt werden:
Filmanwendung und Belichtung: Es wird ein hochpräziser Trockenfilm verwendet und eine Vakuumlaminiermaschine wird verwendet, um sicherzustellen, dass die Filmschicht fest auf der Oberfläche des Substrats haftet und Restblasen vermieden werden. Der Belichtungsprozess nutzt Laser-Direktbildgebungsgeräte, um das Schaltkreismuster präzise auf den Trockenfilm zu übertragen und so die Genauigkeit der Linienbreite sicherzustellen.
Ätzen und Nachweis: Verwendung einer sauren Ätzlösung, um durch Steuerung der Ätztemperatur und des Sprühdrucks eine gleichmäßige Ätzung des Schaltkreises zu erreichen; Überprüfen Sie nach dem Ätzen die Defekte wie Schaltkreislücken und Kurzschlüsse durch AOI-Geräte, um die Integrität des Schaltkreises der inneren Schicht sicherzustellen.
3. Laminierter Prozess
Die Schichtung ist ein Schlüsselfaktor bei der Bestimmung der Leistung von Rogers-Leiterplatten und es ist notwendig, die Kompatibilitätsprobleme verschiedener Materialien, wie z. B. Rogers- und FR4-Mischlaminierung, zu berücksichtigen
Stapeldesign: Berechnen Sie die Dicke der Schichten basierend auf den Impedanzanforderungen und platzieren Sie sinnvollerweise eine halb ausgehärtete Folie zwischen dem Rogers-Substrat und FR4, um die Festigkeit der Zwischenschichtbindung sicherzustellen.
Steuerung der Kompressionsparameter: Durch einen schrittweisen Heiz- und Druckmodus werden die maximale Temperatur und der maximale Druck entsprechend dem Materialmodell eingestellt, um lokale Delamination durch ungleichmäßigen Druck zu vermeiden.
4. Bohren und Lochmetallisierung
Hochfrequenzsignale reagieren empfindlich auf die Übertragungsleistung von Vias und erfordern präzise Vorgänge, um Signalverluste zu reduzieren
Bohren: Verwenden Sie einen Hartlegierungsbohrer, passen Sie die Bohrgeschwindigkeit und den Vorschub angemessen an die hohe Härte des Rogers-Materials an und vermeiden Sie Grate oder Harzrückstände an der Lochwand.
Kupferabscheidung und Elektroplattierung: Durch chemische Kupferabscheidung wird eine gleichmäßige leitende Schicht auf der Lochwand gebildet, gefolgt von einem Säureverkupferungsprozess, um das Lochkupfer zu verdicken und so die Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit der Durchkontaktierung sicherzustellen.
5. Verkabelung der Außenschicht und Oberflächenbehandlung
Die äußere Schicht des Schaltkreises wirkt sich direkt auf die Qualität der Signalübertragung aus, und die folgenden Aspekte müssen sorgfältig kontrolliert werden:
Ätzen der Schaltkreise: Verwendung des gleichen LDI-Belichtungs- und Säureätzverfahrens wie bei der Innenschicht, um eine präzise Ausrichtung zwischen der Außen- und Innenschicht des Schaltkreises sicherzustellen.
Oberflächenbehandlung: Um die Lötbarkeit und Oxidationsbeständigkeit von Lötpads zu verbessern, verwenden Hochfrequenz-Rogers-Leiterplatten häufig die Immersionsgoldtechnologie, um die Dicke der Goldschicht und der Nickelschicht zu steuern und Signalübertragungsverluste durch übermäßige Goldschichtdicke zu vermeiden.
6. Formen und Endkontrolle
Entsprechend den vom Kunden entworfenen Außenabmessungen werden für die Umformbearbeitung CNC-Fräsmaschinen eingesetzt, und die Werkzeugauswahl muss den Härteeigenschaften der Rogers-Materialien entsprechen, um Kantenrisse zu vermeiden. Die Endkontrolle umfasst die Impedanzprüfung (mit einem TDR-Impedanztester, um sicherzustellen, dass die Abweichung des Impedanzwerts innerhalb eines angemessenen Bereichs liegt), die Prüfung des Isolationswiderstands und eine vollständige Prüfung des Erscheinungsbilds, um nicht konforme Produkte mit Leitungsdefekten und Löchern in der Lochwand auszuschließen.
Vorsichtsmaßnahmen für die Hochfrequenz-Rogers-Leiterplattenverarbeitung
Bei der Verarbeitung von Hochfrequenz-Rogers-Leiterplatten müssen Leistungsverluste vermieden werden, die durch nicht übereinstimmende Materialeigenschaften und Prozesse verursacht werden. Zu den Kernüberlegungen gehören:
Kontrolle der Materialkompatibilität: Es gibt einen Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Rogers-Material und FR4. Beim Mischen und Pressen ist es notwendig, eine halbgehärtete Platte auszuwählen, z. B. PP mit geringem Durchfluss zu verwenden und die Pressparameter zu optimieren, um Spannungen zwischen den Schichten zu reduzieren und eine Delaminierung während der späteren Verwendung zu vermeiden.
Garantie der Impedanzgenauigkeit: Zusätzlich zur Substratauswahl können geringfügige Änderungen der Schaltungsbreite, der Kupferdicke und der Dielektrikumsdicke die Impedanzwerte beeinflussen. Während der Verarbeitung sind eine Echtzeitüberwachung der Ätzfaktoren und eine regelmäßige Kalibrierung der LDI-Geräte erforderlich, um die Impedanzstabilität sicherzustellen.
Standardisierung der Oberflächenbehandlung: Rogers-Material hat eine relativ glatte Oberfläche und vor der Kupferabscheidung ist eine spezielle Mikroätzbehandlung (z. B. die Verwendung einer gemischten Lösung aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid) erforderlich, um die Oberflächenrauheit zu erhöhen, die Beschichtungshaftung zu verbessern und ein Abblättern der Beschichtung zu verhindern.
Sauberkeitsmanagement: Während des gesamten Verarbeitungsprozesses sollte eine saubere Umgebung aufrechterhalten werden, um Staub- und Ölverschmutzung auf der Oberfläche des Substrats zu vermeiden, insbesondere während der Stapelphase vor der Laminierung. Das Substrat sollte durch eine Vakuumsaugmaschine transportiert werden, um die durch menschlichen Kontakt verursachte Verschmutzung zu reduzieren.