通信PCB廠家產(chǎn)品的制造工藝:從基材處理到檢測的精度保障-捷配PCB
通信和 5G PCB 的制造工藝需滿足 “高頻低損耗”“高速低串?dāng)_”“高可靠性” 的設(shè)計(jì)要求 —— 基材處理不當(dāng)會導(dǎo)致 Dk 不穩(wěn)定,層壓工藝偏差會影響阻抗精度,鉆孔不精準(zhǔn)會引入寄生參數(shù)。與普通 PCB 制造相比,5G PCB 制造需在 “材料控制”“工藝精度”“檢測標(biāo)準(zhǔn)” 上升級,每個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)偏差都可能導(dǎo)致高頻信號損耗超標(biāo)或高速信號串?dāng)_。今天,我們逐一解析通信和 5G PCB 的核心制造工藝,包括 “基材預(yù)處理”“層壓工藝”“鉆孔工藝”“電鍍工藝”“表面處理與檢測”,結(jié)合具體參數(shù)與案例,幫你理解制造環(huán)節(jié)的精度保障要點(diǎn)。

一、工藝 1:基材預(yù)處理 —— 確保高頻材料特性穩(wěn)定
5G PCB 的基材(如羅杰斯 4350B、PTFE)對環(huán)境敏感,預(yù)處理需控制 “清潔度”“濕度” 與 “裁剪精度”,避免影響高頻特性。
1. 基材清潔:去除雜質(zhì)與脫模劑
高頻基材表面的雜質(zhì)(灰塵、油污)與脫模劑會導(dǎo)致層壓結(jié)合不良,增加信號損耗,預(yù)處理步驟:
除塵:用壓縮空氣(壓力 0.3-0.5MPa,距離基材表面 10-15cm)吹掃,去除表面灰塵;
脫脂:用異丙醇(IPA)蘸取無塵布擦拭基材表面,去除油污與脫模劑,PTFE 基材需用專用脫脂劑(如杜邦 FC-40),避免損傷基材;
烘干:清潔后的基材放入烘箱(溫度 80-100℃,時(shí)間 30-60 分鐘),確保含水量≤0.1%(高頻基材含水量超標(biāo)會導(dǎo)致 Dk 上升 0.02-0.05)。
2. 基材裁剪:控制尺寸精度與邊緣質(zhì)量
裁剪設(shè)備:采用數(shù)控裁剪機(jī)(精度 ±0.1mm),避免手工裁剪導(dǎo)致的邊緣毛糙(毛糙度≤0.05mm);
尺寸控制:根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸裁剪,預(yù)留層壓收縮余量(如 X/Y 方向預(yù)留 0.2%,PTFE 基材層壓收縮率較大,需預(yù)留 0.5%);
邊緣處理:裁剪后的基材邊緣用砂紙(1000 目)打磨,去除毛刺,避免層壓時(shí)損傷相鄰基材。
二、工藝 2:層壓工藝 —— 保障阻抗精度與層間結(jié)合
層壓是將多層基材與銅箔壓合為一體的工藝,5G PCB 層壓需控制 “溫度”“壓力”“時(shí)間”,確保 Dk 穩(wěn)定、層間結(jié)合緊密,避免阻抗偏差。
1. 層壓參數(shù)控制:匹配基材特性
不同基材的層壓參數(shù)差異顯著,需針對性設(shè)置:
改性環(huán)氧樹脂基材(如羅杰斯 4350B):層壓溫度 170-180℃,壓力 25-30kg/cm2,時(shí)間 60-90 分鐘,升溫速率 2-3℃/min,避免溫度驟升導(dǎo)致基材變形;
PTFE 基材:層壓溫度 350-380℃(PTFE 熔點(diǎn) 327℃),壓力 15-20kg/cm2,時(shí)間 120-150 分鐘,需用專用層壓機(jī)(耐高溫),避免基材熔化不均;
陶瓷填充基材(如松下 Megtron 6):層壓溫度 190-200℃,壓力 30-35kg/cm2,時(shí)間 90-120 分鐘,確保陶瓷顆粒與樹脂結(jié)合緊密。某 5G 手機(jī) PCB 用羅杰斯 4350B 基材,層壓溫度誤設(shè)為 190℃,導(dǎo)致基材 Dk 從 3.48 升至 3.55,阻抗偏差達(dá) ±2Ω,調(diào)整溫度至 175℃后,Dk 恢復(fù) 3.48,阻抗偏差 ±1Ω。
2. 層壓對齊精度:控制層間偏移
多層 5G PCB(如 8 層基站 PCB)的層間對齊精度需≤±0.05mm,否則會導(dǎo)致線路錯(cuò)位,增加串?dāng)_:
定位方式:采用 “光學(xué)定位系統(tǒng)”(CCD 相機(jī)識別基準(zhǔn)點(diǎn)),基準(zhǔn)點(diǎn)直徑 1.5mm,銅箔厚度 35μm,確保定位精度;
壓力均勻性:層壓機(jī)的壓力均勻性 ±1kg/cm2,避免局部壓力不足導(dǎo)致層間結(jié)合不良;
真空度:層壓時(shí)真空度≤10Pa,避免空氣殘留形成氣泡(氣泡直徑≤0.2mm,數(shù)量≤1 個(gè) /dm2)。
三、工藝 3:鉆孔工藝 —— 減少寄生參數(shù)與信號損耗
5G PCB 的鉆孔需控制 “孔徑精度”“孔壁質(zhì)量” 與 “位置精度”,避免過孔引入寄生電感與電容,影響高頻信號。
1. 孔徑與位置精度:適配高頻特性
孔徑精度:高頻線路的盲孔(如 0.2mm 孔徑)精度 ±0.01mm,通孔(如 0.3mm 孔徑)精度 ±0.02mm,孔徑偏差過大會導(dǎo)致電鍍后阻抗突變;
位置精度:鉆孔位置偏差≤±0.03mm(相對于設(shè)計(jì)坐標(biāo)),避免過孔與線路錯(cuò)位,增加接觸電阻;
鉆孔速度與轉(zhuǎn)速:根據(jù)基材類型調(diào)整,PTFE 基材鉆孔轉(zhuǎn)速 30000-40000rpm,進(jìn)給速度 50-100mm/min,避免基材分層;改性環(huán)氧樹脂基材轉(zhuǎn)速 20000-30000rpm,進(jìn)給速度 100-150mm/min。某毫米波模組 PCB 的盲孔孔徑偏差達(dá) 0.03mm,寄生電容從 0.1pF 增至 0.3pF,高頻信號損耗增加 0.2dB,調(diào)整鉆孔參數(shù)后偏差降至 0.01mm,寄生電容恢復(fù) 0.1pF。
2. 孔壁處理:確保電鍍質(zhì)量
去鉆污:鉆孔后用堿性高錳酸鉀溶液(濃度 60-80g/L,溫度 70-80℃,時(shí)間 5-10 分鐘)去除孔壁樹脂殘?jiān)苊怆婂儠r(shí)銅層結(jié)合不良;
孔壁粗糙度:孔壁粗糙度 Ra≤1.5μm,避免電鍍后銅層厚度不均,增加寄生電阻;
干燥:去鉆污后用去離子水沖洗 3 次,80℃烘箱干燥 30 分鐘,確??妆跓o水殘留。某 5G PCB 因去鉆污不徹底,孔壁殘?jiān)鼘?dǎo)致電鍍后過孔導(dǎo)通電阻達(dá) 50mΩ(標(biāo)準(zhǔn)≤20mΩ),優(yōu)化去鉆污工藝后電阻降至 15mΩ。
四、工藝 4:電鍍工藝 —— 保障導(dǎo)通與散熱
5G PCB 的電鍍需控制 “銅層厚度”“均勻性” 與 “純度”,確保高頻線路導(dǎo)通良好、散熱高效。
1. 沉銅與電解銅:確保過孔導(dǎo)通
沉銅:在孔壁沉積薄銅層(厚度 0.5-1μm),采用化學(xué)沉銅工藝,鍍液溫度 40-50℃,時(shí)間 15-20 分鐘,確保孔壁無漏鍍;
電解銅:增厚銅層至 20-30μm(高頻線路過孔)或 35-50μm(電源線路過孔),電流密度 1-2A/dm2,溫度 25-30℃,銅層均勻性偏差≤10%;
銅純度:電解銅純度≥99.99%,避免雜質(zhì)增加電阻,影響高頻信號傳輸。某基站 PCB 的過孔電解銅純度僅 99.9%,導(dǎo)通電阻達(dá) 30mΩ,更換高純度銅鹽后純度升至 99.99%,電阻降至 18mΩ。
2. 表面電鍍:增強(qiáng)可靠性
沉金:射頻焊盤沉金層厚度 2-3μm,鎳層厚度 10-15μm,金層純度≥99.9%,接觸電阻≤50mΩ,耐鹽霧測試 96 小時(shí)無腐蝕;
鍍銀(可選):毫米波線路焊盤可鍍銀(厚度 1-2μm),銀的導(dǎo)電率高(≥105% IACS),導(dǎo)體損耗比沉金減少 10%,但需涂覆防氧化層(如有機(jī)銀保護(hù)劑),避免銀遷移。某毫米波雷達(dá) PCB 的焊盤鍍銀后,28GHz 頻段導(dǎo)體損耗從 0.15dB/inch 降至 0.13dB/inch,涂覆防氧化層后,6 個(gè)月無氧化。
五、工藝 5:表面處理與檢測 —— 確保性能與可靠性
1. 表面處理:兼顧信號與可靠性
阻焊層涂覆:采用絲網(wǎng)印刷工藝,高頻線路區(qū)域阻焊層厚度 25-30μm,均勻性偏差≤20%,固化溫度 150-160℃,時(shí)間 60-90 分鐘,附著力≥7N/cm;
OSP 涂覆:普通焊盤涂覆 OSP 層(厚度 0.5-1μm),固化溫度 120-130℃,時(shí)間 10-15 分鐘,確保焊接性。
2. 檢測工藝:全面驗(yàn)證性能
5G PCB 需通過 “電氣性能檢測”“環(huán)境可靠性檢測” 與 “外觀檢測”,確保符合要求:
電氣性能檢測:
阻抗測試:用阻抗測試儀(如安捷倫 E5071C)測試高頻線路阻抗,精度 ±0.1Ω,合格率≥99%;
插入損耗與回波損耗:用網(wǎng)絡(luò)分析儀測試 10GHz、28GHz 頻段的 IL 與 RL,IL≤0.3dB/inch(10GHz)、≤0.5dB/inch(28GHz),RL≤-15dB;
串?dāng)_測試:測試相鄰線路的 NEXT 與 FEXT,NEXT≤-45dB,F(xiàn)EXT≤-50dB;
環(huán)境可靠性檢測:
溫循測試:-40-125℃,1000 次循環(huán),無焊點(diǎn)開裂、線路氧化;
濕熱測試:85℃、85% RH,1000 小時(shí),絕緣電阻≥1012Ω;
外觀檢測:用 AOI 設(shè)備(精度 ±0.01mm)檢測線路缺陷(斷線、短路、毛邊),缺陷率≤0.1%。
通信和 5G PCB 的制造工藝需 “高精度、嚴(yán)控制”,從基材預(yù)處理到檢測,每個(gè)環(huán)節(jié)都需匹配高頻、高速特性。只有確保制造工藝的精度與穩(wěn)定性,才能生產(chǎn)出符合 5G 需求的 PCB 產(chǎn)品。

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