F4B højfrekvenskort (PTFE-substrat) er i øjeblikket kernesubstratet til høj-scenarier såsom 5G-kommunikation, satellitkommunikation, millimeterbølgeradar osv. Dets kernefordele ligger i ekstremt lavt dielektrisk tab og fremragende dielektrisk konstant stabilitet. Men på grund af PTFE-materialets særlige fysiske og kemiske egenskaber er der mange tekniske barrierer, der adskiller sig fra almindelig FR-4-plade i den fulde procesbearbejdning.
Grundlæggende parametre og stabilitet af dielektrisk konstant
Typiske modelparametre: Under 10GHz testforhold har mainstream F4BM265 en dielektrisk konstant (DK) på 2,65 ± 0,05, en tabsfaktor (DF) på kun 0,0013 og en DF på kun 0,0019 ved 20GHz, hvilket er meget bedre end almindeligt fr4 board.
Fordele ved dielektrisk konstant stabilitet: Ved at bruge et videnskabeligt forhold mellem glasdug og PTFE-harpiks til kompression er dielektrisk konstantområdet bredere end almindelige PTFE-plader. Udsvinget af DK mellem batches kan kontrolleres inden for ± 0,05, og impedansdriften af 50 Ω mikrostrip-linjer kan kontrolleres inden for ± 3 Ω ved 28GHz højfrekvensområde, hvilket undgår kraftig forringelse af returtab.
Forudsætning for stabilitetsgaranti: Før produktion er det nødvendigt at genteste Dk/Df for hver batch af plader ved hjælp af resonanshulemetoden. Kun batches med målte værdier, der nøje matcher designinputtet, kan frigives for at undgå at påvirke hele kortets elektriske ydeevne på grund af substratbatchafvigelser.
Kernebearbejdningsvanskeligheder og målrettede løsninger
1. Vanskeligheder i boreprocessen
Sværhedsgrad: PTFE-materialet er blødt og har høj sejhed. Ved bearbejdning med almindelige borenåle bliver materialet "skåret af kniven" i stedet for at blive skåret, hvilket let kan forårsage trækning, grater og afskalning af hulvæggen. Ophobningen af borevarme kan også få PTFE til at smelte og klæbe til hulvæggen.
Løsning: Ved at bruge et nyt hårdlegeringsbor med en 130 graders topvinkel styres spindelhastigheden mellem 60.000 og 80.000 rpm, og fler-hakkebor bruges til at reducere enkelt skærevolumen og varmeakkumulering. Den indenlandsk producerede F4B bruger en dækplade af aluminiumsplade, og efter boring bruges højtryksluftpistoler til at blæse støvet væk inde i hullet. Hullets skarpe kanter behandles manuelt, og mekanisk polering er forbudt for at forhindre pladen i at udvide og deformere.
2. Hulmetaliseringskernetærskel
Sværhedsgrad: PTFE-materiale har ekstremt lav overfladeenergi (ca. 18 dyn/cm ²), stærk kemisk inertitet, og almindelig kemisk kobberaflejringsproces kan ikke overholde effektivt, hvilket er den centrale tekniske tærskel for F4B høj- pladebehandling.
Løsning: Ved at anvende industristandard plasmaaktiveringsbehandling øges porevæggens overfladeenergi til over 52 dyn/cm² gennem fysisk bombardement og kemiske reaktioner, hvilket giver en ideel bindingsgrænseflade til kobberaflejring; Særlige højfrekvente porebehandlingsmidler kan også bruges til at trække i en halv time, før de går ind i kobberaflejringsprocessen. Tykkelsen af porekobberet bør kontrolleres til minimum 18 μm og et gennemsnit på 20 μm. Det anbefales at bruge puls galvanisering for at øge tykkelsen af porekobberet til mere end eller lig med 25 μm for den blandede plade.
3. Grafisk overførsel og størrelsesudvidelseskontrol
Sværhedsgrad: Den termiske udvidelseskoefficient for F4B-plade er 13 gange større end stål, og dens tekstur er blød og let deformeret af eksterne kræfter. Almindelig filmeksponering er vanskelig at opfylde kravet om linjebredde-nøjagtighed inden for ± 0,02 mm, og mellemlagsjusteringsafvigelse er tilbøjelig til at forekomme efter multi--pladepresning.
Løsning: Ved at anvende LDI laser direkte billeddannelsesteknologi kontrolleres den grafiske positioneringsnøjagtighed på 5 μm niveauet, og eksponeringsværkstedet opretholder en konstant temperatur på 23 ± 1 grad og en konstant luftfugtighed på 50 ± 5%; Etabler en database til at kompensere for udvidelsen og sammentrækningen af forskellige modeller af F4B-kort, og match kompensationskoefficienter på forhånd under CAM-fasen. Afvigelsen mellem den færdige produktstørrelse og designværdien kan kontrolleres inden for mindre end eller lig med ± 0,075 mm.
4. Vanskeligheder i loddemaskeprocessen
Sværhedsgrad: PTFEs egenskaber med lav overfladeenergi kan føre til dårlig vedhæftning af grøn olie, hvilket gør den tilbøjelig til at skumme og skrælle af grøn olie under forarbejdning, hvilket påvirker pladeoverfladens pålidelighed.
Løsning: Før loddemaske bruges syrevaskede plader til for-forbehandling, og mekanisk slibning og børstning er fuldstændig forbudt for at undgå deformation af pladen og forbedre vedhæftningen af pladens overflade, hvilket reducerer skumning af grøn olie og problemer med afskalning fra roden.
Almindelige applikationsscenarier
F4B høj-frekvenskort, med dets stabile høj-elektriske ydeevne og høje omkostningseffektivitet-, er i øjeblikket meget udbredt i RF-felter såsom faseskiftere, strømdelere, koblere, feed-netværk, phased array-antenner, satellitkommunikationsudstyr, 5G-basestationsantenner, osv. Det er et omkostningseffektivt{6}-importeret Roger-kort, osv.}. materialer i mellem- og højfrekvensscenarier-.