发布日期:2025-12-17 14:06:36 | 关注:45
罗杰斯RT/duroid 5880是一种极低介电常数(2.20 ± 0.02)和超低损耗的PTFE复合材料高频板材,广泛应用于毫米波、航空航天、高端雷达等领域。其独特的软性、多孔特性使其加工制程与常规FR-4或RO4350B有显著不同,需要专门的工艺控制。
一、核心制程流程
开料与内层处理
流程:按拼板尺寸开料。由于5880材料柔软,需特别注意避免划伤和折弯。对于多层板,内层铜箔需要进行棕化或等离子处理,以增强与PTFE材料的结合力。
目的:提高层压后基板与铜箔之间的剥离强度,防止分层。
钻孔
流程:采用全新或专门打磨过的钻刀,使用更高的转速(RPM)和较低的进刀速(IPM)。建议使用铝片或高分子复合盖板,禁用普通酚醛树脂盖板。
目的:防止PTFE材料因摩擦热而熔化、产生“鼻涕状”胶渣,并保证孔壁光滑。
孔金属化(这是最关键、最困难的环节)
流程:必须进行专门的孔壁活化处理。标准化学沉铜法对纯PTFE几乎无效。主流工艺有:
钠萘化学蚀刻法:使用专门的钠萘溶液腐蚀孔壁PTFE,使其表面粗糙化并活化。这是最传统有效的方法,但药液危险、需严格管控。
等离子体处理(推荐):在真空环境下,通过等离子体轰击孔壁,清洁并微蚀刻PTFE表面,形成活性基团。此方法更环保、均匀,但对设备要求高。
目的:使非导体的PTFE孔壁能够吸附钯催化剂,为后续化学镀铜打下基础。
图形转移与电镀
流程:经活化并化学沉铜后,后续流程与常规PCB相似:干膜/湿膜贴附、曝光、显影。然后进行图形电镀,加厚孔铜和线路铜厚。
注意:因材料柔软,贴膜和曝光时需要特别注意对位精度和真空度,防止图形变形。
蚀刻
流程:采用碱性蚀刻液。由于5880的铜箔结合力相对较低,需控制蚀刻速度和侧蚀,确保线宽精度,特别是对于精细的微波传输线(如微带线、共面波导)。
阻焊与表面处理
流程:阻焊前需进行适当的表面清洁。印刷阻焊油墨后,固化温度曲线需与5880的耐热性(Tg > 280°C)匹配,避免热冲击。表面处理常用化学沉镍金(ENIG) 或 电镀镍金,以满足焊接和长期可靠性要求。
外形加工与测试
流程:最后进行锣边(铣外形)。建议使用锋利的刀具,采用多刀少量、高速铣削的方式,避免材料撕裂。电性能测试需重点关注 插入损耗(Insertion Loss) 和 相位一致性(Phase Consistency)。
二、关键注意事项(成败核心)
分层与结合力:
层压前必须保证内层铜面的充分活化。层压参数(温度、压力、时间)需精确优化,压力不宜过高,防止介质被过度挤压导致介电常数变化。
孔金属化可靠性:
绝对禁止跳过专门的孔活化步骤。未经处理的孔壁会导致化学铜层脱落,造成孔无铜或后期可靠性失效。这是5880制程中最常见的废品原因。
尺寸稳定性:
RT/duroid 5880具有各向异性,在X和Y方向的膨胀系数不同。在多层板设计和层压时,必须考虑其热膨胀特性对层间对位和电气性能的影响。
吸水性与清洁:
5880具有微孔结构,易吸收潮气。所有工序后应尽快进入下一工序,避免长时间裸露在潮湿环境中。最终成品建议真空包装。
工艺隔离与专线生产:
强烈建议为PTFE类板材(如5880、5870、6002等)设立独立的生产线或专用槽体。尤其是孔化线,绝不能与处理FR-4或RO4350B的产线混用,防止化学污染和交叉污染。
设计与工艺沟通:
设计师应与PCB工厂的工艺工程师充分沟通。明确板材型号、频率要求、线宽精度、铜厚及最终用途,以便工厂从工程资料处理阶段就匹配相应的补偿参数和工艺流程。
成功加工罗杰斯RT/duroid 5880高频板的关键在于理解其PTFE材料的惰性本质,并围绕孔金属化和层间结合力两大核心难题,采用专门的材料、化学试剂和严格的工艺控制。选择有丰富PTFE板材加工经验的PCB制造商至关重要。
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