F4B kõrgsagedusplaat (PTFE-substraat) on praegu kõrgsageduslike stsenaariumide (nt 5G-side, satelliitside, millimeeterlaineradar jne) põhisubstraat. Selle põhieelisteks on äärmiselt väike dielektriline kadu ja suurepärane dielektrilise konstandi stabiilsus. Kuid PTFE materjali eriliste füüsikaliste ja keemiliste omaduste tõttu on palju tehnilisi tõkkeid, mis erinevad tavalisest FR-4 plaadist kogu protsessi töötlemisel.
Põhilised põhiparameetrid ja dielektrilise konstandi stabiilsus
Tüüpilised mudeli parameetrid: 10 GHz testimistingimustes on peavoolu F4BM265 dielektriline konstant (DK) 2,65 ± 0,05, kadudegur (DF) ainult 0,0013 ja DF ainult 0,0019 sagedusel 20 GHz, mis on palju parem kui tavalisel fr4 plaadil.
Dielektrilise konstandi stabiilsuse eelised: kasutades kokkusurumiseks klaasriide ja PTFE-vaigu teaduslikku suhet, on dielektrilise konstandi vahemik laiem kui tavalistel PTFE-lehtedel. DK kõikumist partiide vahel saab kontrollida vahemikus ± 0,05 ja 50 Ω mikroriba liinide impedantsi triivi saab reguleerida ± 3 Ω piires 28 GHz kõrgsagedusvahemikus, vältides tagasivoolukadude järsku halvenemist.
Stabiilsuse garantii eeltingimus: Enne tootmist on vaja uuesti testida iga plaatide partii Dk/Df resonantskaviteetmeetodil. Välja võib lasta ainult partiid, mille mõõdetud väärtused vastavad täpselt kavandatud sisendile, et vältida kogu plaadi elektrilise jõudluse mõjutamist substraadipartii kõrvalekallete tõttu.
Põhilised töötlemisraskused ja sihipärased lahendused
1. Puurimisprotsessi raskused
Raskusaste: PTFE materjal on pehme ja kõrge vastupidavusega. Tavaliste puurnõeltega töötlemisel materjal "lõigatakse noaga" lõikamise asemel, mis võib kergesti põhjustada auku seina tõmbamist, koorumist ja koorumist. Puurimissoojuse kogunemine võib samuti põhjustada PTFE sulamist ja kleepumist ava seina külge.
Lahendus: kasutades uut kõvasulamist puuri, mille ülanurk on 130 kraadi, reguleeritakse spindli kiirust vahemikus 60 000 kuni 80 000 p/min ning ühe lõikemahu ja soojuse akumuleerumise vähendamiseks kasutatakse mitmeastmelisi nokkimispulle. Kodus toodetud F4B kasutab alumiiniumist plaadist katteplaati ja pärast puurimist kasutatakse kõrgsurveõhupüstoleid augu sees oleva tolmu eemaldamiseks. Ava teravaid servi töödeldakse käsitsi ning plaadi laienemise ja deformeerumise vältimiseks on mehaaniline poleerimine keelatud.
2. Aukude metalliseerimise südamiku lävi
Raskusastmega jõudlus: PTFE materjalil on äärmiselt madal pinnaenergia (umbes 18 dynes/cm²), tugev keemiline inertsus ja tavaline keemiline vasesadestusprotsess ei suuda tõhusalt kinni pidada, mis on F4B kõrgsagedusplaatide töötlemise põhiline tehniline lävi.
Lahendus: kasutusele võttes tööstusharu standardse plasmaaktiveerimistöötluse, suurendatakse pooride seina pinnaenergiat üle 52 dynes/cm ² füüsilise pommitamise ja keemiliste reaktsioonide kaudu, pakkudes ideaalset ühendusliidest vase sadestamiseks; Spetsiaalseid kõrgsageduslikke pooride töötlemise aineid saab kasutada ka pooltunniseks leotamiseks enne vasesadestusprotsessi sisenemist. Pooride vase paksus peaks olema vähemalt 18 μm ja keskmiselt 20 μm. Soovitatav on kasutada impulssgalvaanilist katmist, et suurendada pooride vase paksust 25 μm või suurem segatud plaadi puhul.
3. Graafilise ülekande ja suuruse laiendamise juhtimine
Raskusaste: F4B lehe soojuspaisumistegur on 13 korda suurem kui terasel ning selle tekstuur on pehme ja välisjõudude mõjul kergesti deformeeritav. Tavalise filmi särituse puhul on raske täita joone laiuse täpsuse nõuet ± 0,02 mm piires ja kihtidevahelise joonduse hälve võib tekkida pärast mitmekihilist plaadi pressimist.
Lahendus: Võttes kasutusele LDI laser-otse kujutise tehnoloogia, kontrollitakse graafilise positsioneerimise täpsust 5 μm tasemel ning särituse töökojas hoitakse konstantset temperatuuri 23 ± 1 kraadi ja konstantset õhuniiskust 50 ± 5%; Looge andmebaas F4B-plaatide erinevate mudelite laienemise ja kokkutõmbumise kompenseerimiseks ning sobitage kompensatsioonikoefitsiendid eelnevalt CAM-i etapis. Valmistoote suuruse ja disainiväärtuse vahelist kõrvalekallet saab reguleerida täpsusega Vähem kui ± 0,075 mm või sellega võrdne.
4. Raskused jootemaski protsessis
Raskused: PTFE madala pinnaenergia omadused võivad põhjustada rohelise õli halva nakkumise, muutes selle töötlemise ajal altid rohelise õli vahutamiseks ja koorumiseks, mis mõjutab plaadi pinna töökindlust.
Lahendus: enne jootemaski kasutatakse eeltöötlemiseks-happega pestud plaate ning mehaaniline lihvimine ja harjamine on täielikult keelatud, et vältida plaadi deformeerumist ja parandada plaadi pinna nakkumist, vähendades rohelise õli vahutamist ja juurelt koorumist.
Peamised rakendusstsenaariumid
Stabiilse kõrg-sagedusliku elektrilise jõudluse ja kõrge kulu-efektiivsusega F4B kõrg-kõrgsagedusplaati kasutatakse praegu laialdaselt RF-väljades, nagu faasinihutid, võimsusjaoturid, sidurid, toitevõrgud, faasmaatriksiga antennid, satelliitsideseadmed, 5G-tugijaamade antennid, mis on soodsamad imporditud antennid jne. materjale keskmise ja kõrge{7}}kõrge sagedusega stsenaariumides.