F4B hoogfrequente plaat (PTFE-substraat) is momenteel het kernsubstraat voor hoogfrequente scenario's zoals 5G-communicatie, satellietcommunicatie, millimetergolfradar, enz. De belangrijkste voordelen liggen in een extreem laag diëlektrisch verlies en een uitstekende diëlektrische constante stabiliteit. Vanwege de bijzondere fysische en chemische eigenschappen van PTFE-materiaal zijn er echter veel technische barrières die verschillen van gewone FR-4-platen bij de volledige procesverwerking.
Kernbasisparameters en stabiliteit van de diëlektrische constante
Typische modelparameters: Onder testomstandigheden van 10 GHz heeft de mainstream F4BM265 een diëlektrische constante (DK) van 2,65 ± 0,05, een verliesfactor (DF) van slechts 0,0013 en een DF van slechts 0,0019 bij 20 GHz, wat veel beter is dan een gewoon fr4-bord.
Voordelen van diëlektrische constante stabiliteit: Door gebruik te maken van een wetenschappelijke verhouding van glasdoek en PTFE-hars voor compressie, is het bereik van de diëlektrische constante groter dan dat van gewone PTFE-platen. De fluctuatie van DK tussen batches kan binnen ± 0,05 worden geregeld, en de impedantiedrift van 50 Ω microstriplijnen kan binnen ± 3 Ω bij een hoog frequentiebereik van 28 GHz worden geregeld, waardoor een scherpe verslechtering van het retourverlies wordt vermeden.
Voorwaarde voor stabiliteitsgarantie: Vóór de productie is het noodzakelijk om de Dk/Df van elke batch platen opnieuw te testen met behulp van de resonantieholtemethode. Alleen batches met meetwaarden die strikt overeenkomen met de ontwerpinvoer kunnen worden vrijgegeven om te voorkomen dat de elektrische prestaties van de hele plaat worden beïnvloed als gevolg van afwijkingen in de substraatbatch.
Kernverwerkingsproblemen en gerichte oplossingen
1. Moeilijkheden bij het boorproces
Moeilijkheidsgraad: PTFE-materiaal is zacht en heeft een hoge taaiheid. Bij verwerking met gewone boornaalden wordt het materiaal "door het mes gesneden" in plaats van gesneden, wat gemakkelijk kan leiden tot trekken, bramen en loslaten van de gatwand. De accumulatie van boorwarmte kan er ook voor zorgen dat PTFE smelt en zich aan de gatwand hecht.
Oplossing: Met behulp van een nieuwe hardgelegeerde boor met een tophoek van 130 graden wordt het spiltoerental geregeld tussen 60.000 en 80.000 tpm, en worden meer-traps-pikkende boren gebruikt om het enkelvoudige snijvolume en de warmteophoping te verminderen. De in eigen land geproduceerde F4B maakt gebruik van een afdekplaat van aluminium plaat en na het boren worden hogedruk-luchtpistolen gebruikt om het stof in het gat weg te blazen. De scherpe randen van het gat worden handmatig verwerkt en mechanisch polijsten is verboden om te voorkomen dat de plaat uitzet en vervormt.
2. Kerndrempel voor het metalliseren van gaten
Moeilijkheidsgraad: PTFE-materiaal heeft een extreem lage oppervlakte-energie (ongeveer 18 dynes/cm²), een sterke chemische inertie en het gewone chemische koperafzettingsproces kan zich niet effectief hechten, wat de belangrijkste technische drempel is voor F4B hoogfrequente plaatverwerking.
Oplossing: Door gebruik te maken van de industriestandaard plasma-activeringsbehandeling wordt de oppervlakte-energie van de poriewand verhoogd tot meer dan 52 dynes/cm² door middel van fysiek bombardement en chemische reacties, waardoor een ideaal hechtingsinterface voor koperafzetting ontstaat; Er kunnen ook speciale hoog{1}}poriebehandelingsmiddelen worden gebruikt om de poriën een half uur te laten weken voordat ze aan het koperafzettingsproces beginnen. De dikte van het poriekoper moet worden gecontroleerd op minimaal 18 μm en gemiddeld 20 μm. Het wordt aanbevolen om pulsgalvanisatie te gebruiken om de dikte van het poriënkoper te vergroten tot groter dan of gelijk aan 25 μm voor de gemengde plaat.
3. Controle van grafische overdracht en grootte-uitbreiding
Moeilijkheidsgraad: de thermische uitzettingscoëfficiënt van F4B-plaat is 13 keer die van staal, en de textuur is zacht en gemakkelijk vervormd door externe krachten. Bij gewone filmbelichting is het moeilijk om te voldoen aan de eis van lijnbreedtenauwkeurigheid binnen ± 0,02 mm, en afwijkingen in de uitlijning tussen de lagen kunnen optreden na het persen van meer- lagen.
Oplossing: Door gebruik te maken van LDI-lasertechnologie voor directe beeldvorming, wordt de nauwkeurigheid van de grafische positionering gecontroleerd op een niveau van 5 μm, en handhaaft de belichtingswerkplaats een constante temperatuur van 23 ± 1 graad en een constante vochtigheid van 50 ± 5%; Zet een database op voor het compenseren van de uitzetting en inkrimping van verschillende modellen F4B-kaarten, en match de compensatiecoëfficiënten vooraf tijdens de CAM-fase. De afwijking tussen de afmeting van het eindproduct en de ontwerpwaarde kan worden geregeld binnen een bereik van minder dan of gelijk aan ± 0,075 mm.
4. Moeilijkheden bij het soldeermaskerproces
Moeilijkheidsgraad: De lage oppervlakte-energie-eigenschappen van PTFE kunnen leiden tot een slechte hechting van groene olie, waardoor deze tijdens de verwerking gevoelig wordt voor schuimen en afbladderen van groene olie, wat de betrouwbaarheid van het plaatoppervlak beïnvloedt.
Oplossing: Vóór het soldeermasker worden met zuur gewassen platen gebruikt voor de voor-behandeling. Mechanisch slijpen en borstelen zijn volledig verboden om vervorming van de plaat te voorkomen en de hechting van het plaatoppervlak te verbeteren, waardoor de problemen met het schuimen van groene olie en afbladderen vanaf de wortel worden verminderd.
Reguliere toepassingsscenario's
Het F4B-bord met hoge- hoge frequentie, met zijn stabiele elektrische prestaties met hoge- frequentie en hoge kosten-efficiëntie, wordt momenteel veel gebruikt in RF-velden zoals faseverschuivers, stroomverdelers, koppelaars, voedingsnetwerken, phased array-antennes, satellietcommunicatieapparatuur, 5G-basisstationantennes, enz. Het is een kosteneffectieve keuze om geïmporteerde Rogers-bordmaterialen te vervangen in midden- tot hoge-frequentiescenario's met hoge frequenties.