隨著5G通信、毫米波雷達、衛星通信等高頻應用迅猛發展,陶瓷混壓高頻板(即使用陶瓷+FR?4等材料的混合層壓結構)成為主流高性能PCB解決方案。本文將從工藝流程、關鍵技術、材料選型和質量控制四大方面深入剖析,助力廠商提升制板技術與市場競爭力。
典型流程包括:
基材準備:FR?4 和陶瓷基板分別經過清洗烘烤(約150℃,FR?4 約360分鐘,陶瓷約120分鐘)。
圖形制程:內層成像→酸蝕→AOI 檢測。
混壓層壓:在“棕化”狀態下進行層壓處理,建議溫度110℃×60分鐘,采用4 顆鉚釘定位、200分鐘壓合,分段調整壓力以確保對位穩定。
鉆孔與鍍通孔:包括樹脂塞孔、微蝕減銅、電鍍等,保證孔壁導電性與材料匹配。
外層成型與表面處理:外層覆膜、蝕刻、防焊、打孔、鍍金(如ENIG)、飛針/AOI檢測封板。
使陶瓷基板表面形成微結構,有利于樹脂浸潤;
建議壓合中段延長20min,高壓段和低壓段時間微調,提高層間結合強度。
控制減銅速度在2?5?m/min,多次磨除工藝可避免銅厚不均、孔塞失效,提升信號一致性。
常采用激光打孔與切割進行陶瓷成孔、開槽;
金屬化技術(金/銀/銅層)與基板快速活化工藝相配合,確保金屬層厚度可控(1μm–1mm),粘接強度高。
材料 | 特性 | 應用 |
陶瓷基板(Al?O?、AlN) | 高導熱、低介電常數穩定、耐高溫 | 高頻信號層、熱管理關鍵區域 |
FR?4 | 成本低、易加工 | 輔助層、低頻控制層 |
高頻復合材料(Rogers RO3010、RO3003) | Dk ≈10–3、Df ≈0.0013、CTE低 | 天線、雷達與毫米波通信核心層 |
RO3010 材料在10GHz 下介電常數為≈10.2,Df≈0.0013,Z向熱穩定性低至-3ppm/℃,適合極端環境下的頻率穩定性要求。
AOI / 飛針 + X?ray檢測:確保內外層線路完整、孔壁電鍍可靠;
熱循環與熱沖擊測試:常做-55℃~+150℃循環驗證,分層率控制在<0.1%;
阻抗與插損測試:50Ω微帶線阻抗偏差控制±5%; 高頻板插損≤0.001–0.002 @10GHz;
金屬層厚度與粘接強度檢測:保證激光金屬化層≥1μm,結合力足夠支撐后續回流焊。
信號性能提升:低Df材料+高精度阻抗控制,實現毫米波頻段優異表現;
熱穩定與結構可靠:陶瓷高導熱特性結合多孔樹脂粘結,熱應力控制更佳;
市場潛力增強:低介電混合結構適配5G、雷達、衛星通信,對標國際高端PCB 市場,展現國產制造競爭力。
通過完善的 棕化層壓、微蝕減銅、激光金屬化 等工藝技術,以及嚴格的質量控制,陶瓷混壓高頻板 可在高頻信號傳輸、熱性能和結構可靠性等方面顯著提升。適用于雷達、5G天線與衛星通信等高端應用領域。