第15章.特种印制电路板.pptx

第十五章 第十五章 特种印制电路板技术 15.1 高频微波印制电路板 15.2 金属基印制电路板 15.3 厚铜印制电路板制造技术 2   中国军方：4960-5000 MHz频段 中国移动：2515-2595 MHz、4800-4900 MHz频段 中国电信：3400-3500 MHz频段 中国联通：3500-3600 MHz频段 中国广电：4900-4960 MHz频段 工信部发布5G频谱分配方案 3 高频微波印制电路板 01 4 1956年,美国杜邦(Dupont)公司发明了特氟隆(Teflon)材(Polytetrafluoroethylene, PTFE)，开创了微波印制板大规模应用的新时代。PTFE和其他不同增强材料（如玻璃纤维、陶瓷、SiO2等）按不同比例混合生产的复合材料，能够满足许多领域的应用需求。 15.1.1 概述 5 1.微波 广义的微波：波长为1 m～1 mm，其频率范围为300 MHz～300 GHz，按波段划分可分为分米波、厘米波、毫米波，而人们所指的微波，其频率一般为1～18 GHz。 2.微波多层印制电路板 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。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）。 15.1.1 概述 6 图15-1 六层微波多层印制电路板的结构示意图 15.1.1 概述 7 8 15.1.2 微波多层印制电路板基材性能 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。 15.1.2 微波多层印制电路板基材性能 9 4. 热胀系数(CTE) PCB所用基材都有玻璃转化温度(Tg)。基材的玻璃化温度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 要使高频电路电信号的稳定传送，基材特性阻抗Z0相当重要。 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。 印制电路板表面形貌状态如粗糙度等对阻抗的稳定性影响也较大。因此，在进行阻抗设计时，需要考虑这些因素。 15.1.2 微波多层印制电路板基材性能 10 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。复杂、高密、多层数字电路板的发展方向是更小通孔、更薄介质、更细线间距和更多层数。 15.1.2 微波多层印制电路板基材性能 6.常用微波材料的性能比较 11 15.1.2 微波多层印制电路板基材性能 6.常用微波材料的性能比较 12 PTFE材料技术已有重大发展，可以满足复杂的微波多层印制电路板力学和热稳定性的需要。在这些材料上制造高可靠的金属化孔是可能的，它通过调节PTFE树脂和增强材料的含量，生产的新材料就具有均匀的尺寸稳定性、刚性和低的热膨胀率，并且可以保持优良的耗散性能和一致的介质性能，并且这些新材料的成本也低于传统的树脂材料。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。 15.1.2 微波多层印制电路板基材性能 6.常用微波材料的性能比较 13 15.1.2 微波多层印制电路板基材性能 6.常用微波材料的性能比较 14 15.1.2 微波多层印制电路板基材性能 表15-1 部分微波材料性能表 材料 性能 Duroid5880 TLY- 5A DiClad 880 DiClad 527 TLX -9 Duroid6002 TLE-95 TLC- 32 AR 320 Εr (10 GHz) 2.20±0.02 2.17±0.02 2.17± 0.02 2.50±0.04 2.50±0.04 2.94±0.04 2.95±0.05 3.20±0.05 3.20±0.05 Tanδ (10 GHz) 0.0009 0.0009 0.0009 0.0020 0.0018 0.0012 0.0028 0.003 0.003 CTE (ppm/℃) x,y 31, 48 20,20 25,34 14,21 10,12 16,16 9-12 9, 9 10,12 z 237 280 252 182 140 24 70 7