高頻微波技術 - 高頻電路板的特點及製造注意事項

高頻電路板應用領域廣泛，尤其在高頻及感應加熱科技方面，它以其高效的加熱效率、快速的加熱速度以及低耗環保的特性，深受各行各業的青睞。 高頻電路板出色的效能和廣泛的應用前景，感應加熱科技必將在未來各行各業中得到更加廣泛的應用。 由於其物理性能要求高、精度需求嚴格、技術參數精細，高頻電路板在高端領域如汽車防碰撞系統、衛星系統、無線電系統等扮演著至關重要的角色。 隨著電子設備的高頻化發展趨勢，高頻電路板的應用也將不斷拓展和深化。

高頻電路板主要採用具有高介電常數和低高頻損耗的材料製作而成。 現時，氟系介質基板，如聚四氟乙烯（PTFE，俗稱特氟龍），因其出色的效能，廣泛應用於5GHz以上的高頻領域。 此外，FR-4或PPO基材也常被選用，適用於1GHz至10GHz之間的產品。

現時高頻基板材料主要分為環氧樹脂、PPO樹脂和氟系樹脂三大類。 其中，環氧樹脂成本最為低廉，而氟系樹脂則價格較高。 綜合考慮介電常數、介質損耗、吸水率和頻率特性等因素，氟系樹脂表現最佳，而環氧樹脂則相對較差。 特別是在產品應用頻率超過10GHz時，僅氟系樹脂印製板能够滿足需求。

氟系樹脂高頻基板在效能上顯著優於其他基板，但其成本高昂，剛性不足，熱膨脹係數較大。 為了改善聚四氟乙烯（PTFE）的效能，通常會加入大量無機物（如二氧化矽SiO2）或玻璃布作為增强填充材料，以提高基材剛性並降低其熱膨脹性。 然而，由於聚四氟乙烯樹脂本身的分子惰性，其與銅箔的結合性較差，囙此需要對與銅箔結合面進行特殊處理。 處理方法包括在聚四氟乙烯表面進行化學蝕刻或电浆蝕刻，以新增表面粗糙度； 或者在銅箔與聚四氟乙烯樹脂之間新增一層粘合膜層以提高結合力。 但這些方法可能會對介質效能產生一定影響。 囙此，氟系高頻電路基板的開發需要原材料供應商、研究組織、設備供應商、PCB製造商與通信產品製造商等多方緊密合作，以應對高頻電路板電路板領域快速發展的需求。

高頻電路板

高頻電路板的基本特性要求

1、介電常數（Dk）應保持在較低且穩定的水准，通常而言，Dk數值越小越有利於訊號的快速傳送。 訊號的傳送速率與材料介電常數的平方根成反比，囙此，高Dk可能導致訊號傳輸的延遲。

2、介質損耗（Df）應盡可能小，這是確保訊號傳送品質的關鍵因素。 介質損耗越小，訊號的損耗也會相應减少。

3、與銅箔的熱膨脹係數應儘量保持一致，因為兩者之間的不一致會在冷熱變化中導致銅箔的分離。

4、吸水性應保持低水準，因為高吸水性會在材料受潮時影響介電常數與介質損耗，進而對訊號傳輸造成不良影響。

5、此外，其他如耐熱性、抗化學性、衝擊強度以及剝離强度等特性也應達到良好水准，以確保高頻電路板在複雜環境條件下能够穩定工作。

FR-4電路板 vs 高頻電路板

1、普通FR-4電路板使用的是玻璃纖維材料。 而高頻電路板則採用無堿玻璃布進行製作。 高頻電路板一般是由FR-4玻璃纖維板壓制而成，這種板材是整張環氧樹脂玻璃布壓制而成，從顏色上看，整板顏色均勻且鮮豔。 由於密度的提升，高頻電路板相較於低頻板而言，重量會更大一些。

2、FR-4電路板作為低頻電路板則多由一些低端材料壓合而成，如紙基板、複合基板、環氧板（也稱為3240環氧板或酚醛板）以及FR-4玻璃纖維板（拼料板）。 其中，紙基板和複合基板的整體密度較低，背面顏色一致，但仔細觀察會發現，這些基板內部基本上沒有玻璃纖維布的紋路。 而環氧板與FR-4玻璃纖維拼料板在外觀上有所區別，環氧板的背面顏色深淺不一，在斷口處用手或其他工具輕輕刮擦，很容易就能見到米白色的粉末。 至於FR-4拼料板，由於其採用FR-4電路板的邊角料壓制而成，所以板材背面可以明顯看到一條條較大的條紋。

高頻電路板效能嚴重影響了高頻電路的工作穩定性。 高頻電路具有趨膚效應的特性，而介電常數較低的高頻電路板會導致高頻成分發生洩漏，從而引發訊號减弱、頻偏漂移等問題，嚴重的情况下甚至會導致停振現象。 這一系列問題最終導致整體電性能指標的大幅降低。

高頻電路板的製作要求及注意事項，高頻電路板作為高難度電路板之一，必須嚴格遵循製作要求以確保品質。

高頻電路板鑽孔

1、鑽孔進刀速度應控制為180/S，且應使用新鑽嘴，並在上下墊上鋁片，最好進行單PNL鑽孔，確保孔內不接觸水分。

2、過整孔劑時，對於PTH孔模範，雖然可以使用濃硫酸，但出於安全考慮，我們並不推薦這種做法，處理時間應為30分鐘。

3、磨板、沉銅、線路等製作流程應與正常雙面板相同。 特別需要注意的是，高頻電路板在製作過程中無需進行除膠渣操作。

高頻電路板防焊製作：若高頻電路板需要綠油打底，則在阻焊前禁止磨板，並在MI中加蓋紅章以示區分。 其次，若基材上需印刷綠油，應分兩次進行印刷（以防止綠油起泡），從蝕刻至退錫前均不得磨板，只能風乾。 第一次打底應使用43T網版正常印刷，並分段烤板，溫度與時間分別為50度50分鐘、75度50分鐘、95度50分鐘、120度50分鐘、135度50分鐘、150度50分鐘。 曝光與顯影後，方可進行磨板，之後按正常流程進行第二次製作。 需在MI中注明：第一次打底需使用線路菲林進行對位。 另外，若部分基材需印綠油而部分不印，需製作專門的“打底菲林”，僅保留需印綠油的基材部分，打底烤板後再進行第二次正常製作。 特別需要注意的是，對於類似018092的基材，若其上無需印綠油，則僅需印刷一次綠油，以避免第一次打底後綠油無法顯影乾淨。

高頻電路板噴錫工藝：在噴錫環節，噴錫前需對板材進行加烤處理，溫度為150度，時間為30分鐘，以確保噴錫效果。

高頻電路板線路公差管制：線路公差方面，若無特殊要求，線寬公差應控制在±0.05mm以內； 若有特殊要求，則按客戶要求製作。

高頻電路板

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