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混合介质多层板制造技术研究 摘 要 |
本文针对一种陶瓷粉填充、玻璃短纤维增强的聚四氟乙烯高频介质材料和传统运用的FR-4基板，制造通讯用混合介质多层印制电路板进行了简单的介绍。此外，选用GORE公司生产的SPEEDBOARD
C半固化片材料，进行混合介质多层印制板层压制造的工艺技术进行了较为详细的介绍。 关键词 | 混合介质 多层印制板 一、前言
随着现代通讯技术的迅速发展，对印制板制造的需求已不满足于单一介质多层印制板的生产，对混合介质多层印制板制造的需求越来越明显。同时，在国外和国内少数印制板专业制造企业中，混合介质多层印制板的制造正处于方兴未艾的发展阶段，受到越来越多企业的关注。
至于本文所提及之混合介质多层印制电路板的制造技术研究，则主要是针对传统FR-4覆铜板材料和通讯经常选用的聚四氟乙烯介质覆铜板材料的混合电路多层制造。
其中，聚四氟乙烯类多层微波印制板制造技术研究，主要集中解决微波多层印制基板制造技术中的特性阻抗控制技术、多层微波基板层间互联制造技术等关键技术问题。通过突破关键技术，确定多层微波印制板制造技术和层压制造工艺。
论及混合介质多层印制电路板的制造，除了各自介质材料的制造及层间多层化结合以外，还将不可避免的面临一个两种不同介质材料间的稳定可靠结合问题。
微波类覆铜板介质基板材料的生产商，主要有美国Rogers公司、美国ARLON公司和美国TACONIC公司等。其中，美国Rogers公司生产的RT/Duroid系列、TMM系列和RO系列微波基材板逐步得到应用，主要有玻璃纤维增强聚四氟乙烯覆铜板、陶瓷粉填充聚四氟乙烯覆铜板和陶瓷粉填充热固性树脂覆铜板，虽然价格昂贵，但它优异的介电性能和机械性能仍较国产微波印制板基材拥有相当大的优势。美国ARLON公司，在今年以来，秉承服务于用户的经营理念，从设计源头抓起，大有奋起直追之态势，正以前所未有之发展速度攻城掠地，迅速强占有利地位，其CLTE及CLTE-XT等介质材料为显著代表。
众所周知，无论何种形式多层板的制造实现技术，基本离不开层压实现所发挥重要作用的粘结片材料。目前，包括美国ROGERS公司、美国ARLON公司和美国TACONIC公司在内，均有针对其不同类型微波介质基板材料，实现多层板制造的半固化片材料提供。除此以外，尚有多家公司提供的半固化片材料，可用于层压制造，现将各公司半固化片情况综合列表。(见下页表1)
从表1所列粘结片材料来看，纯微波多层印制电路板的制造将不会是问题，相对来说，针对混合介质多层印制电路板的制造，将需一个持续探索和研究的过程。
本文所介绍的将是选用GORE公司的SPEEDBO-ARD
C半固化片材料，尝试开展聚四氟乙烯树脂介质体系和环氧树脂介质体系的混合多层板制造研究。具体而言，通过选用来自Rogers公司的RT/duroid
6002板材、传统的FR-4板材和GORE公司的SPEEDBOARD C半固化片材料，实施混合介质多层板的制造。
二、混合介质多层板层压制造用材简介 2.1 ROGERS公司RT/duroid 6002覆铜箔层压板
本次所进行的一种陶瓷粉填充、玻璃短纤维增强的聚四氟乙烯(PTFE)微波多层印制板的制造研究，是选用的美国Rogers公司生产的RT/duroid
6002板材，它具有以下显著特点： (1) 卓越的高频低损耗特性； (2) 严格的介电常数和厚度控制； (3) 极佳的电气和机械性能；
(4) 极低的介电常数热系数； (5) 与铜相匹配的平面膨胀系数； (6) 低Z轴膨胀； (7) 低的逸气性，是空间应用的理想材料。
由于具有上述之种种优点，目前该种高频介质材料广泛应用于以下诸方面： (1) 相列天线； (2) 地面和机载雷达系统； (3)
全球定位系统天线； (4) 大功率底板； (5) 高可靠性复杂多层线路； (6) 商业用航空防撞系统。
此种高频介质板材RT/du-roid6002的主要性能，参见表2 2.2 GORE公司SPEEDBO-ARD C半固化片
Speedboard
C半固化片材料，可被用于微波多层板的制造。它通常使用标准的热固化工艺，而不是使用经常用于PTFE微波线路板的熔融键合处理工艺。该半固化片的性能指标，(见下页表3)。
三、混合介质多层板制造简介 鉴于SPEEDBOARD
C半固化片材料的特性，在选用其进行多层印制板层压制造时，将优先选用真空层压技术。并注意以下各点： (1)
真空层压运用时，应在加热前预先抽真空大于十分钟； (2) 确保在半固化片融化前施全压； (3) 全压压力应大于300PS； (4)
热压结束后，须即时将热压板转置冷压机中，在保持压力的情况下进行冷压操作，直至板温降低到120℃以下。 此外，选用SPEEDB-OARD
C半固化片进行层压制造时可分为低Tg层压技术和高Tg层压技术。 3.1 低Tg层压技术
典型的低Tg层压过程，其控制的关键技术指标(见下页表4)。 3.2 高Tg层压技术
典型的高Tg层压过程，其控制的关键技术指标(见下页表5)。
整个层压过程，伴随着树脂发生流动直至固化的改变，对于层压全过程来说，树脂的粘度随温度的变化特性，(见图1)。

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