第十四章特种印制板技术7.ppt

第十四章 特种印制板技术 现代印制电路原理和工艺 第十四章 特种印制板技术 特种印制板技术包括: 高频微波印制板 金属基印制板 厚铜箔埋孔多层印制板 §14.1 高频微波印制板 1.1 概述 美国杜邦(Dupont)公司1956年发明了特氟隆(Teflon)材(Polytetrafluoroethylene,简称PTFE),开创了微波印制板大规模应用的新时代。 微波多层板可将电源层、接地层、信号层、无源电路(如滤波器、耦合器等)做在一块电路板上，使电路更加小型化、集成化。 微波多层板的结构包括: 内层和外层电路 电源层 接地层 层与层间互连的通孔(PTH) 1.介电常数及公差 高频电路需要高的信号传输速度v (m/s)与 材料的介电常数εr是有着密切关系: 信号的传输延迟时间tpd与介电常数εr还 有如下关系： 介电常数越高，信号的延迟时间越长。因此要实现快速的信号传输，必须选择介电常数低的基材。 2. 介质损耗角正切值tanδ 材料的介电常数是一个带有实部和虚部的复数，实部决定着传输电信号的速率，通常叫tanδ又称耗散因子. 3. 吸湿率 材料的吸湿率也会影响电路的性能 高的吸湿率产生更大的耗散因子和相位随频 率的更大移动。 低的吸湿率则可提高电子封装产品的可靠性。 吸湿率还会影响微波电路板的可加工性 4. 热胀系数CTE PCB所用的绝缘基材都有玻璃转化温度（Tg） 玻璃转化温度Tg越高，其热胀系数CTE越小。 一旦工作温度超过材料的Tg，CTE将发生突变。 5. 特性阻抗Z0 要使高频电路的电信号稳定的传送，基材的特性 阻抗Z0是相当重要的。 特性阻抗越高，介质材料的厚度下降越明显，这将使微波多层板的制造难度大大降低 εr越小,传输阻抗越高,信号的传输速度越快，信号的延迟就越小,同时介质厚度也可减小。 6.常用微波材料的性能比较 微波多层板的设计所用的增强或填充材料在工程上可以提供理想的电气性能，特别是能提供极低的耗散因子，但是其机械性能和热稳定性相对较差，在微波多层设计中这些材料都受到层数的限制。 PTFE材料技术可以满足复杂的微波多层板机械和热稳定性的需要。高频微波基板材料都是以PTFE树脂掺杂不同的增强材料或填充材料复合而成。 对微波多层板的需求量越来越大，但能大量、高精度、介电常数从2.1～10.8能系列生产，满足不同领域应用需求的高频微波基材供应商却不多。 1. PTFE印制板的加工难点 (1)钻孔 (2)印阻焊剂 (3)热风整平 (4)铣外形 (5)蚀刻 (6)化学镀铜 2.孔的加工 在钻孔时，必须选取合适的钻孔参数和合适的盖板与垫板，来减少腻污的出现，并获得平整光滑的孔。 钻孔时，由于连续切削产生摩擦热 3.PTFE基材料金属化前处理 PTFE难于亲水，C-F键能很高(484kJ/mol)，必须采取特殊化学处理或等离子蚀刻的方法对其进行处理，化学方法处理的溶液一般用钠萘溶液进行处理. 钠萘溶液的组成及工艺条件为： 金属钠(Na) 23～40g/L 精萘(C10H8) 128～250g/L 四氢呋喃(C4H8O) 1000ml/L 石蜡 330～360g/L 氯化钙(CaCl2) 3～5g/L 温度 10～25℃ 处理时间 15～30s。 采用专用等离子设备处理PTFE材料，对玻纤增强PTFE材料来说，具体的工艺参数如的表14-2所示。 4. 孔金属化 化学镀铜法来进行孔金属化 化学镀铜溶液使用的甲醛对环境有一定的污染，目前以乙醛酸为还原剂的化学镀铜液在微波PCB孔金属化中正逐渐得到应用。 5. 线宽/间距的大小及精度 由于微波频率下，要求印制板导线的特性阻 抗Z0相当严格，对线宽的要求也比较严格，其公