高频微波印制PCB板制造有那些特点?

近年来，通信、汽车等领域的发展非常迅速，对印制线路板的需求发生了一些变化，大功率印制板、高频微波板的需求量增加。微波印制板，是指在特定的微波基材覆铜板上，利用普通刚性线路板制造方法生产出来的微波器件。

在印制板导线的高速信号传输线中，目前可分为两大类：一类是高频信号传输类电子产品，这一类产品是与无线电的电磁波有关，它是以正弦波来传输信号的产品，如雷达、广播电视和通讯（移动电话、微波通讯、光纤通讯等）。另一类是高速逻辑信号传输类的电子产品，这一类产品是以数字信号传输的，同样也与电磁波的方波传输有关，这一类产品开始主要在电脑，计算机等应用，现在已迅速推广应用到家电和通讯的电子产品上了。

为了达到高速传送，对微波印制板基板材料在电气特性上有明确的要求。在提高高速传送方面，要实现传输信号的低损耗、低延迟，必须选用介电常数和介质损耗角正切小的基板材料。

高速传送的基板材料，一般有陶瓷材料、玻纤布、聚四氟乙烯、其它热固性树脂等。在所有的树脂中，聚四氟乙烯的介电常数和介质耗角正切最小，而且耐高低温性和耐老化性能好，最适合于作高频基板材料，是目前采用量最大的微波印制板制造基板材料。微波印制板制造的特点，主要表现在以下几方面：

基材多样化：
长期以来，国内应用最多的是国产玻璃布增强聚四氟乙烯覆铜板。但由于它的品种单一，介电性能均匀性较差，已越来越不适应一些高性能要求的场合。进入九十年代后，美国Rogers生产的RT/Duroid系列和TMM系列微波基材板逐步得到应用，主要有玻璃纤维增强聚四氟乙烯覆铜板、陶瓷粉填充聚四氟乙烯覆铜板和陶瓷粉填充热固性树脂覆铜板，虽然价格昂贵，但它优异的介电性能和机械性能仍较国产微波印制板基材拥有相当大的优势。目前这类微波基材，特别是带铝衬底的基材正得到大量应用。

设计要求高精度化：
微波印制板的图形制造精度将会逐步提高，但受印制板制造工艺方法本身的限制，这种精度提高不可能是无限制的，到一定程度后会进入稳定阶段。而微波板的设计内容将会有很大地丰富。从种类上看，将不仅会有单面板、双面板，还会有微波多层板。对微波板的接地，会提出更高要求，如普遍解决聚四氟乙烯基板的孔金属化，解决带铝衬底微波板的接地。镀覆要求进一步多样化，将特别强调铝衬底的保护及镀覆。另外对微波板的整体三防保护也将提出更高要求，特别是聚四氟乙烯基板的三防保护问题。

计算机控制化：
传统的微波印制板生产中极少应用到计算机技术，但随着CAD技术在设计中的广泛应用，以及微波印制板的高精度、大批量，在微波印制板制造中大量应用计算机技术已成为必然的选择。高精度的微波印制板模版设计制造，外形的数控加工，以及高精度微波印制板的批生产检验，已经离不开计算机技术。因此，需将微波印制板的CAD与CAM、CAT连接起来，通过对CAD设计的数据处理和工艺干预，生成相应的数控加工文件和数控检测文件，用于微波印制板生产的工序控制、工序检验和成品检验。

高精度图形制造专业化：
微波印制板的高精度图形制造，与传统的刚性印制板相比，向着更为专业化的方向发展，包括高精度模版制造、高精度图形转移、高精度图形蚀刻等相关工序的生产及过程控制技术，还包含合理的制造工艺路线安排。针对不同的设计要求，如孔金属化与否、表面镀覆种类等制订合理的制造工艺方法，经过大量的工艺实验，优化各相关工序的工艺参数，并确定各工序的工艺余量。

表面镀覆多样化：
随着微波印制板应用范围的扩大，其使用的环境条件也复杂化，同时由于大量应用铝衬底基材，因而对微波印制板的表面镀覆及保护，在原有化学沉银及镀锡铈合金的基础上，提出了更高的要求。一是微带图形表面的镀覆及防护，需满足微波器件的焊接要求，采用电镀镍金的工艺技术，保证在恶劣环境下微带图形不被损坏。这其中除微带图形表面的可焊性镀层外，最主要的是应解决既可有效防护又不影响微波性能的三防保护技术。二是铝衬板的防护及镀覆技术。铝衬板如不加防护，暴露在潮湿、盐雾环境中很快就会被腐蚀，因而随着铝衬板被大量应用，其防护技术应引起足够重视。另外要研究解决铝板的电镀技术，在铝衬板表面电镀银、锡等金属用于微波器件焊接或其它特殊用途的需求在逐步增多，这不仅涉及铝板的电镀技术，同时还存在微带图形的保护问题。

外形加工数控化：
微波印制板的外形加工，特别是带铝衬板的微波印制板的三维外形加工，是微波印制板批生产需要重点解决的一项技术。面对成千上万件的带有铝衬板的微波印制板，用传统的外形加工方法既不能保证制造精度和一致性，更无法保证生产周期，而必须采用先进的计算机控制数控加工技术。但带铝衬板微波印制板的外形加工技术既不同于金属材料加工，也不同于非金属材料加工。由于金属材料和非金属材料共同存在，它的加工刀具、加工参数等以及加工机床都具有极大的特殊性，也有大量的技术问题需要解决。外形加工工序是微波印制板制造过程中周期最长的一道工序，因而外形加工技术解决的好坏直接关系到整个微波印制板的加工周期长短，并影响到产品的研制或生产周期。

批生产检验设备化：
微波印制板与普通的单双面板和多层板不同，不仅起着结构件、连接件的作用，更重要的是作为信号传输线的作用。这就是说对高频信号和高速数字信号的传输用微波印制板的电气测试，不仅要测量线路（或网络）的“通”“断”和“短路”等是否符合要求，而且还应测量特性阻抗值是否在规定的合格范围内。此外，高精度微波印制板有大量的数据需要检验，如图形精度、位置精度、重合精度、镀覆层厚度、外形三维尺寸精度等。目前国内的微波印制板批生产检验技术非常落后，现行方法基本是以人工目视检验为主，辅以一些简单的测量工具。这种原始而简单的检验方法很难应对大量拥有成百上千数据的微波印制板批生产要求，不仅检验周期长，而且错漏现象多，因而迫使微波印制板制造向着批生产检验设备化的方向发展。

高频微波板的基本要求

1.基材电讯工程师在设计时，已经根据实际阻抗的需要，选择了指定的介电常数、介质厚度、铜箔厚度，因此，在接受订单时，要认真核对，一定要满足设计要求。

2.传输线制作精度要求 高频信号的传输，对于印制导线的特性阻抗要求十分严格，即对传输线的制作精度要求一般为±0.02mm (±0.01mm精度传的输线也很常见)，传输线的边缘要非常整齐，微小的毛刺、缺口均不允许产生。

3.镀层要求高频微波板传输线的特性阻抗直接影响微波信号的传输质量。而特性阻抗的大小与铜箔的厚度有一定的关系，特别对于孔金属化的微波板，镀层厚度不仅影响总的铜箔厚度，而且影响蚀房刻后导线的精度，因此，镀层厚度的大小及均匀性，要严格控制。

4.机械加工方面的要求首先高频微波板的材料与印制板的环氧玻璃布材料在机加工方面有很大的不同，其次是高频微波板的加工精度比印制板的要求高很多，一般外形公差为±0.1mm（精度高的一般为±0.05mm或者为0~-0.1mm）。

5.特性阻抗的要求 前面已经谈到了有关特性阻抗的内容，它是高频微波板最基本的要求，不能满足特性阻抗的要求，一切都是徒劳的。

高频微波板生产中应注意的问题

1.工程资料的处理：对客户的文件进行CAM处理时，一定要把握两方面的内容，一是要认真吃透传输线的制作精度要求，二是根据精度要求并结合本厂的制程能力，作出适当的工艺补偿。

2.下料：通常印制板下料均使用剪板机或自动开料机，但对于微波介质材料则不能一概而论，要根据不同的介质特性，而选择不同的下料方法，多以铣、割为主，以免影响材料的平整度以及板面的质量。

3.钻孔：对于不同的介质材料，不仅钻孔的参数有所不同，而且对钻头的顶角、刃长、螺旋角等都有其特殊的要求，对于铝基、铜基的微波介质材料，钻孔时加工方式也有所不同，以避免毛刺的产生。

4.导通孔接地：一般情况下，导通孔采用化学沉铜的方法接地，化学沉铜时通常使用化学法或等离子法进行处理，从安全方面考虑，我们采用等离子法，效果很好，而对于铝基的微波介质材料，若使用通常的化学沉铜，有相当大的难度，一般建议采用金属导电材料灌孔接地的方法较为合适，但孔电阻一般小于20。

5.图形转移：本工序是保证图形精度的一个重要工序。在选择光刻胶、湿膜、干膜等感光材料时，必须满足图形精度的要求，同时光刻机或曝光机的光源也必须满足制程的需要。

6.蚀刻：本工序要严格控制蚀刻的工艺参数，如：蚀刻液各成份的含量、蚀刻液的温度、蚀刻速度等。确保导线边缘整齐，无毛刺、缺口，导线精度在公差要求的范围内。要切切实实做好这一点，需要细功夫，是非常必要的。

7.涂镀：高频微波板导线上最后涂层一般有锡铅合金、锡铟合金、锡锶合金、银、金等。但以电镀纯金较为普遍。

8.成形：高频微波板的成形与印制板一样，以数控铣为主。但铣削的方法对于不同的材料，是有很大区别的。金属基微波板的铣削需要使用中性冷却液进行冷却，而且铣削的参数也有相当大的差异。