AI大潮下高速基板材料也必须关注“可加工性”

电子电路产业链始于终端设备（设计），终于终端设备（应用）；为终端设备服务，被终端设备驱动；跟着终端设备发展、前进。电子设备的需求变化直接决定了PCB行业未来发展状况。

在众多高速基板企业锲而不舍、攻坚克难地努力提升其基板性能的漫漫长河中，始终将降低介电损耗放在极其重要的位置。

在覆铜箔板（CCL）的发展历程中，日本知名品牌松下电工的贡献不可忽视。通过创新性地在传统FR-4基板材料的基础上，运用低介电常数（Dk）玻纤布并对环氧树脂进行改性（引入聚苯醚树脂），松下最终成功研发出Megtron系列基板材料，其优异的性能在Data Sheet中得到了充分展示。

还有路人皆知且备受关注的Megtron 8升级换代产品。（另外，文章起草前，曾经耳闻所谓XX公司数据的造假“丑闻”）。

图66 日本松下公司的Megtron 7基板材料

下图67，给出了Megtron7基板材料的性能指标一览，关注一下本人“框圈”部分，聚焦于电性能指标之介电常数值，Dk（@1GHZ）为3.37！对比一下其左侧的数据，相同测试条件下，Dk（@1GHZ）为3.63。

由此，给我们开启了一条对传统FR-4基板材料，通过高端树脂改性、结合低介电常数玻纤运用，迈向高端品质行列之路。

图67 日本松下公司的Megtron 7基板材料性能

回归主题，针对传统FR-4基板的PCB加工，行业内众多企业均能够有效确保加工质量和使用可靠性。

随着新冠疫情的影响逐渐减弱，松下的马系列产品也在积极准备中。去年，日本松下的Megtron 8基板材料“横空出世”。

图68 日本松下公司的Megtron 8基板材料

回归本章节之初心，所谓材料的可加工性。

众所周知，再好的基板材料，也必须“是骡子是马拉出去溜溜”。首当其冲的关键制程，当然是数控钻孔。

图69 日本松下公司的Megtron 7基板材料数控钻孔参数推荐及盖垫板配合

图70 日本松下公司的Megtron 7基板材料数控钻孔所谓 “重复”位置精度测试

随着现代通讯产品对信号传输质量的关注，数控钻孔后之孔壁质量将会直接关系到该电路板的指标达成及使用可靠性。

借用此处，抛砖引玉一下，所谓针对陶瓷粉填充“不当”之高导热基板材料，其对钻咀的磨损程度，远远出乎同仁们的想象。

为此，业界在“他山之玉可以攻石”这句老话的启发下，对钻针进行了“化腐朽为神奇”的高科技包装：金刚石涂层运用。

图71 数控加工用刀具关键问题最佳途径之一“涂层”

图72 针对5G高频板加工的金刚石涂层解决方案

下图73所示，就是isola公司曾研发出来对标微波基板罗杰斯两类树脂体系的产品。左图为碳氢树脂基板材料的“替代”产品；右图则为聚四氟乙烯树脂介质基板材料的“替代”产品。

图73 isola两款替代产品展示

重点在于，上述两大系列基板材料，其可加工性占有优势（由于是基于FR-4基板基础上的PPO树脂改性产品）。另外，可靠性也成为了其产品重点推介的一个方面。

图74 两款产品可加工性容易及高可靠性说明

如此这般，本人对于isola公司的I-Tera® MT40基板材料，负责任地给出了关键工序的可加工性指引。

图75 前述提及I-Tera® MT40基板的多层化层压参数推荐

图76 前述I-Tera® MT40基板的数控钻孔参数指引

往事随风。

在中国PCB产业蓬勃大发展的岁月长河里，不乏朵朵浪花涌现。随着整体产业链的日臻完善，作为通讯基板提供方的生益科技有限公司，也是与时俱进、不断进取、勇于探索，本着负责任的态度，日益提升着其基板质量及批次稳定性的同时，也“出人意料”地给出了相对应的所谓PROCESS GUIDELINE。

图77 生益科技S7040G加工指南

图78 生益科技产品SCGA-500加工指南

图79 生益科技产品LNB33加工指南

图80 生益科技SCGA-500基板运用之混压产品加工指引

任时光飞逝，尽管通讯类基板材料的飞速提升性能，但不变的依然是岁月长河里积淀下来的精华部分。

在精心调制本次“中华料理”的过程中，可谓是绞尽脑汁、挖空心思、黔驴技穷了，只为了满足各位“吃客”的“酸甜苦辣咸”，或许还有“芥末”的小小添加，以及“莎娃迪卡”的绿咖喱佐料配合。

图81 台燿电子基板材料一览

对于一款对标ROGERS公司碳氢产品4350B的材料ThunderClad3，是一款“超低损耗”的基板材料。具体的性能指标参数参见下图82所示。

图82 台燿电子ThunderClad3基板性能指标一览

鉴于ThunderClad材料家族的构成特点，其可加工性也是业界普遍选择的一个原因。下图83，给出了其家族中ThunderClad3+基板材料，制作26层多层板的质量检测结果及相关可靠性指标的达成。

图83 台燿电子ThunderClad3+基板制作高多层板质量及可靠性检测

当然了，在数控钻孔质量保证的前提下，针对越来越多组成因素的基板材料，尚必须动用非常规手段，方可立于不败之地，决胜于千里之外。

下面，简单引荐一下，所谓的等离子制程（Plasma）。

遥想当年，为了手里多那么一手牌，也为了能在传统湿制程的基础上做到“得心应手”“驾轻就熟”、“尽在掌控”，笔者初步认知了干法制程PLASMA的独特优势所在，为后续的“行稳致远”，打下了异常坚实的基础。

图84美国MARCH公司的PLASMA EQUIPMENT（上个世纪九十年代认知）

如上图84所示，传统的等离子设备，主要分为水平式，和悬挂式两大类。各有千秋，必须根据贵公司的产品特点进行选择。

总而言之，这一类的设备拥有四个方面的功用：

（1）孔壁凹蚀处理（Desmear）；

（2）聚四氟乙烯介质材料孔壁的活化处理；

（3）去除盲孔激光烧蚀的积碳；

（4）多层板层压前的内层表面活化处理。

国产品牌之等离子设备，也在激烈竞争的国内PCB企业中，占据着“一席之地”，经典案例如苏州爱特维公司。

图85苏州爱特维公司的PLASMA EQUIPMENT工作原理说明

众所周知，常规印制电路板的主要功能，不外乎支撑和互联。

支撑，选择了杨氏模量较大的FR-4之环氧树脂材料，对于业界同仁而言，可谓是“驾轻就熟”、“顺流逆流”、“信手拈来”。

说到互联互通，前面，业已重点阐述了孔加工指引的重要性；此处，将完美呈现一个线路精心精细加工的设备加持。

图86鼎勤科技公司垂直化学EQUIPMENT一览

从上图86，可清晰看出，鼎勤公司的湿制程处理设备，可谓是切中了当今PCB高端加工的重点和难点之所在也。

说起PCB的湿法制程，那可是伴随着大家走过了无数个春秋和冬夏，个中的辛劳、挫折、泪水，各有各的精彩。

对于上述提及的印制电路板的互联互通，必须根据设计要求，完成对精细线路的加工。因此，在满足孔壁铜镀层厚度要求的前提下，必须完成对线路图形转移后的选择性铜蚀刻去除。如此这般，必然会出现一个所谓加工制程能力的瓶颈。蚀刻制程的所谓“水池效应”的阴魂不散。

纵观历史，有多种方法可以解决，其中不乏成功的企业。例如，有通过或借助垂直蚀刻，又或真空蚀刻制程能力构建的。

二流体蚀刻，也是其中的一朵小浪花。上海尚容电子科技的特色药水“护岸剂”，通过蚀刻制程药水的加持，达成精细线路蚀刻的目的。

图87 上海尚容电子科技的“护岸剂”组成及工作原理

未完待续

来源：作者供稿

声明：本平台部分图文素材源于网络或者由企业提供，如有侵权请通知，我们核实后会立即删除。