微波多層板反鉆孔之金屬化孔互連
1 前言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/191101.htm目前,國內(nèi)廣大印制電路板制造企業(yè)所開展的工作僅局限于高速邏輯信號傳輸類電子產(chǎn)品所需的低、中頻多層印制電路板的研究、開發(fā)與制造。其所選用的主要印制基板材料,大多為適合低、中頻信號傳輸用環(huán)氧樹脂類絕緣介質(zhì)材料。
鑒于高頻信號傳輸?shù)奶厥庑?,其主要將涉及到各類微波功能基板多層化制造技術、平面埋電阻制造技術、層間絕緣介質(zhì)厚度控制技術、多層微波印制板各層間圖形高重合度技術、各類微波介質(zhì)材料孔金屬化互連制造技術以及三維數(shù)控加工技術。這些,都是目前國內(nèi)印制電路行業(yè)尚未實現(xiàn)的技術,因此與國外同行存在著較大差距。
此次研究,選用Rogers 公司提供的RT/duroid6002 微波層壓板材料和Arlon 公司提供的CLTE-XT 平面電阻微波層壓板材料,開展埋電阻多層微波印制板的制造工藝技術研究,其中將不可避免的面臨多層印制板各層間的金屬化孔互連,鑒于設計需求之獨特性,需解決金屬化孔互連之反鉆孔技術。
2 多層印制板金屬化孔互連技術簡介
2.1 設計需求金屬化孔互連簡介
有源饋電網(wǎng)絡綜合了高性能、多功能、高可靠、低損耗、幅相一致性以及小型化、輕量化的要求,給多層微波印制板的設計和制造帶來了很大難度。為此,將不同的功能分別設計在不同的層上, 如將微帶線、帶狀線、低頻控制線等混合信號線組合在同一個多層結(jié)構中,通過多種類型金屬化孔的制造,實現(xiàn)直流互連。
垂直互連是微波多層電路中實現(xiàn)不同層電路之間連接的主要方式。由圖1 可見垂直互連主要由金屬化盲孔和埋孔實現(xiàn),由于工作在X 波段,且?guī)捄軐?,所以金屬化孔的電路?yōu)化設計非常重要。
此項技術的運用,尚屬本所印制板加工之首次。鑒于設計互連之要求,通過傳統(tǒng)的金屬化孔制作,結(jié)合多次層壓技術,無法實現(xiàn)設計互連功能。因此,反鉆孔技術的研究便成為成功與否之必然。
2.2 各類金屬化孔互連制造
此次研究,根據(jù)設計層間互連要求,需進行多次金屬化孔的制造,其中還涉及到盲孔、背靠背互連盲孔的金屬化孔制作。具體措施如下:
2.2.1 金屬化孔制作
鑒于RT/duroid6002 微波介質(zhì)多層板的特點(含有PTFE),采用等離子處理新技術,隨后進行孔金屬化處理。
評判:可通過多層板制作的附連板圖形,制作金相切片,進行可靠性測試,檢驗其可靠性。
2.2.2 盲孔制作
鑒于此次設計中,提出了金屬化盲孔制造的要求,必須通過多次層壓制作才能實現(xiàn)。具體為:
(1)通孔金屬化孔制作;
(2)多次層壓制作。
2.2.3 背靠背互連盲孔制作
鑒于此次設計中,提出了背靠背互連盲孔制造的要求,必須通過設計層次的層壓制作、金屬化孔制作、反鉆孔制作才能實現(xiàn)。具體為:
?。?)層壓制作;
?。?)通孔金屬化孔制作;
(3)反鉆孔制作:
反鉆孔制作,是借鑒于國外先進印制板制造技術。“反鉆孔技術”的運用,是在前期金屬化孔制造的基礎上,通過反鉆孔控制深度的技術,來實現(xiàn)局部盲孔互聯(lián)。具體措施如下:
?、?選用可控制鉆深的數(shù)控鉆床進行反鉆孔制作。
?、?模版制作時,設計出3-Φ30+0.03 定位孔,中心對稱;印制板正反面設計出反鉆孔定位零位直角座標;生成反鉆孔位置座標。
③ 利用FR-4 多層板進行初步反鉆孔研究。
?、?利用RT/duroid6002 非電阻微波介質(zhì)板制作多層板,進行進一步反鉆孔研究。
⑤ 制作金相切片,評判反鉆深度。
3 多層印制板反鉆孔技術研究
3.1 試驗過程簡述
?。?)借助FR-4 單片(0.5mm )四張,層壓成8 層板;
?。?)數(shù)控鉆孔;
?。?)等離子處理、化學沉銅、全板加厚;
?。?)外層圖形轉(zhuǎn)移;
?。?)反鉆孔(其中,一種座標孔僅為正面8-1-1 反鉆;另一種座標孔為正8-1-1 反8-8-1 兩面反鉆。)(原金屬化孔孔徑為Φ0.4mm ,反鉆孔為平頭Φ0.6mm);
?。?)對反鉆孔板進行箭嘴反鉆孔位置標識(其中,兩面反鉆孔位置采用原版紅箭嘴進行指位;僅正面反鉆孔位置采用紅箭嘴涂黑進行指位);
(7)數(shù)銑取樣(兩面反鉆孔和單面反鉆孔,均采用五位置取樣法,依次為:左上部、左下部、右上部、右下部和中心部);
?。?)灌模,制作金相切片;
?。?)金相顯微鏡拍像并采集數(shù)據(jù)。
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