PCB加工工藝基準(zhǔn) PCB板材選取與高頻PCB制板工藝要求
- 發(fā)布時(shí)間：2025-06-13 15:47:33
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以下為PCB板材選取與高頻PCB制板工藝要求的專項(xiàng)技術(shù)指南，結(jié)合高頻應(yīng)用的特殊性及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（IPC-6018、IPC-4103）整理：
一、高頻PCB板材選取標(biāo)準(zhǔn)
1. 核心參數(shù)要求
| 參數(shù) | 普通FR-4 | 高頻板材（e.g. Rogers/Isola） | 關(guān)鍵影響 |
|---|---|---|---|
| 介電常數(shù) (Dk) | 4.2~4.8 | 2.5~3.8（±0.05公差） | 信號傳輸速度、阻抗穩(wěn)定性 |
| 損耗因子 (Df) | 0.018~0.025 | ≤0.004（@10GHz） | 高頻信號衰減 |
| TG值 | ≥135℃ | ≥180℃ | 高溫可靠性（無鉛焊接） |
| CTE | 14~18 ppm/℃ | 12~16 ppm/℃ (Z軸) | 熱膨脹導(dǎo)致孔金屬化斷裂風(fēng)險(xiǎn) |
2. 常用高頻板材類型
| 材料型號 | Dk@10GHz | Df@10GHz | 適用頻段 |
|---|---|---|---|
| Rogers RO4350B | 3.48±0.05 | 0.0037 | 6GHz以下（5G基站） |
| Taconic RF-35 | 3.5±0.05 | 0.0018 | 毫米波雷達(dá) |
| Isola I-Tera MT40 | 3.45±0.05 | 0.0031 | 高速背板 |
| PTFE（聚四氟乙烯） | 2.1~2.55 | 0.0009 | 77GHz汽車?yán)走_(dá) |
選材原則：
頻率＞3GHz時(shí)，Df需＜0.005
多層板混合壓合時(shí)，需匹配Dk和CTE（如：Rogers芯板+FR-4半固化片）
二、高頻PCB制板核心工藝要求
1. 圖形轉(zhuǎn)移控制
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線寬/線距精度
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公差≤±8%（設(shè)計(jì)值＜0.1mm時(shí)）
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邊緣粗糙度（Ra）＜1μm（減少集膚效應(yīng)損耗）
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阻抗控制
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單端阻抗：±5Ω公差（普通板為±10Ω）
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差分阻抗：±8Ω公差（需提供3D場求解器模型給板廠）
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2. 層壓工藝
| 參數(shù) | 要求 |
|---|---|
| 壓合溫度 | 低于板材TG值15~20℃（防材料降解） |
| 壓力均勻性 | 全板偏差≤7% |
| 層間對準(zhǔn)精度 | ≤50μm（L1-Ln層偏） |
3. 鉆孔與孔金屬化
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激光鉆孔（HDI）
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微孔孔徑：0.1mm±0.02mm
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孔位精度：±25μm
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孔銅厚度
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高頻通孔：≥25μm（IPC Class 3）
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銅壁均勻性：＞85%（避免阻抗突變）
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4. 表面處理選擇
| 工藝 | 適用性 | 風(fēng)險(xiǎn)提示 |
|---|---|---|
| ENIG | 最佳（焊盤平整度±0.2μm） | 避免“黑焊盤”問題（Ni層腐蝕） |
| 沉銀 | 高頻信號（趨膚深度0.7μm） | 易氧化（存儲期≤3個(gè)月） |
| OSP | 不推薦（增加接觸電阻） | —— |
三、特殊工藝管控點(diǎn)
1. 介質(zhì)層厚度一致性
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芯板厚度公差：±5%（常規(guī)板為±10%）
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PP半固化片：選用低流膠型號（如1080玻璃布）
2. 阻焊影響控制
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油墨介電常數(shù)：Dk≤3.5（避免使用高Dk油墨）
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開窗精度：阻焊橋≥0.075mm（防止橋連）
3. 信號完整性保障
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背鉆（Stub控制）：
殘樁長度 ≤ (信號波長/20)
（例：10GHz信號→殘樁≤0.75mm） -
銅箔粗糙度：
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超低輪廓銅（HVLP）：Ra≤1.5μm
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標(biāo)準(zhǔn)銅箔（STD）：Ra≥3μm（避免＞5GHz應(yīng)用）
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四、可靠性驗(yàn)證項(xiàng)目
| 測試項(xiàng) | 高頻板標(biāo)準(zhǔn) | 普通板標(biāo)準(zhǔn) |
|---|---|---|
| 熱應(yīng)力測試 | 288℃, 10s×5次（無分層） | 288℃, 10s×3次 |
| TCD測試 | -55℃~125℃, 1000次循環(huán) | 500次循環(huán) |
| 高頻損耗測試 | 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）測S參數(shù) | —— |
| 離子污染 | ≤0.75μg/cm² NaCl當(dāng)量 | ≤1.56μg/cm² |
關(guān)鍵設(shè)計(jì)協(xié)同建議：
提供完整的疊層阻抗模型（含材料Dk/Df實(shí)測值）
標(biāo)注臨界走線（＞3GHz）并做隔離設(shè)計(jì)（3W規(guī)則）
射頻端口建議采用接地共面波導(dǎo)（GCPW）結(jié)構(gòu)
此工藝基準(zhǔn)需與板廠深度協(xié)同，高頻板建議選擇具備射頻產(chǎn)線認(rèn)證（如華為/愛立信AVL） 的供應(yīng)商。
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