고속고주파 PCB는 5G 기지국, AI 서버, 차량 탑재 밀리미터파 레이더, 위성 통신 등과 같은 고급 장비의 신호 전송을 위한 핵심 캐리어입니다. 이 회사의 제조 핵심 목표는 낮은 신호 손실, 정밀한 임피던스 매칭 및 높은 신호 무결성을 달성하는 것입니다. 재료 선택 및 전체 프로세스 프로세스 제어에 대한 요구 사항은 일반 FR-4 회로 기판의 요구 사항보다 훨씬 높습니다.
소재 선택의 핵심 포인트
재료는 고속-고주파-인쇄 회로 기판의 성능을 결정하는 기초이며, 저손실, 높은 안정성, 공정 적응성이라는 세 가지 핵심 차원을 중심으로 체계적인 선택이 완료되어야 합니다.
1. 코어 기판의 선택
기판의 유전 특성은 신호 전송 품질을 직접 결정하며 선택은 "속도 결정 수준, 환경 결정 안정성, 구조 결정 프로세스 적응 및 배치 결정 비용"의 4단계 논리를 따라야 합니다.
핵심 지표 요구 사항: 유전 상수(Dk)는 2.0~4.0 범위 내에서 안정적이어야 하며 변동은 넓은 주파수 및 온도 범위에서 ± 0.05 미만이어야 합니다. 유전 손실 계수(Df)는 10GHz에서 0.002-0.005 미만입니다. 수분 흡수율은 0.02% 미만입니다. 열팽창계수(CTE)는 약 17ppm/도에서 구리 포일과 일치합니다.
주류 기판 적응 시나리오:
PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 시리즈: Rogers RO3000/4000, Taconic TLY, Df가 0.0004만큼 낮으며 밀리미터파 및 56Gbps 이상의 초고속 전송 시나리오에 적합합니다.
Rogers RO4350B와 같은 탄소수소 세라믹 복합재료는 FR-4와 혼합하여 성능과 가공 비용의 균형을 맞출 수 있으며 10-30GHz 주파수 대역에서 주류 선택입니다.
변성 에폭시 수지: Panasonic Megtron 시리즈 Isola I-Tera MT40과 같은 10-25Gbps의 중~고속 시나리오에 적합하며 기존 무연 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다.
선택 회피: 고주파수에서 심각한 신호 감쇠를 피하기 위해 고주파수 기판을 일반 FR-4로 교체하는 것은{0}}엄격히 금지됩니다. 재료 노화로 인한 유전체 매개변수 편차를 방지하기 위해 재료에 대한 선입선출 원칙을 엄격하게 구현합니다.
2. 지지도체 및 보조재료의 선택
구리 호일: HVLP 초-저 프로파일 구리 호일이 선호됩니다. 표면 거칠기 Rz는 2μm 미만으로 제어되어 표피 효과로 인한 고주파{2}}도체 손실을 크게 줄입니다. 초고속 링크는 RA 압연 구리를 사용하여 최고의 매끄러운 구리 표면 효과를 얻을 수 있습니다.
표면 처리: 고주파수 시나리오의 경우 ENIG 금 증착의 니켈 층으로 인해 추가 RF 손실이 발생하는 것을 방지하기 위해 은 증착 및 OSP 유기 솔더 마스크 공정이 선호됩니다. 신뢰성이 높은 용접 수요 시나리오에서만 침지 금 공정을 사용하십시오.
솔더 레지스트: 일반 솔더 레지스트로 배선을 덮음으로써 발생하는 추가 삽입 손실 및 신호 전송 간섭을 방지하려면 낮은 Dk 및 낮은 Df의 특수 고주파 솔더 레지스트를 선택하십시오.
전공정 공정관리 핵심 포인트
고속-고주파 인쇄 회로 기판의 대량 생산 수율과 성능 일관성은 전체 프로세스에 걸쳐 독점적인 정밀 제어에 의존하며, 핵심 프로세스에 대한 제어 정확도 요구 사항은 일반 인쇄 회로 기판보다 훨씬 높습니다.
1. 드릴링 및 백드릴링 기술
두꺼운 알루미늄 커버 플레이트 및 고밀도 멜라민 패드와 결합된 새로운 비연삭 드릴 비트를 사용하고 "고속, 작은 공급 속도"라는 독점적인 매개변수를 사용하여 구멍 벽 거칠기를 20μm 이내로 엄격하게 제어하여 기판 분말화 및 박리를 방지합니다.
고주파수 신호 잔류 파일 간섭 문제를 해결하기 위해 정밀 백 드릴링 프로세스를 사용하여 4mil 이내의 깊이 정확도를 제어하고 과도한 구멍 기둥으로 인한 임피던스 오프셋 및 신호 누화를 완전히 제거합니다. 이는 밀리미터파 회로 기판에 필수적인 공정입니다.
구멍 위치의 층간 정렬 오류는 층간 정렬 오류로 인한 전기적 성능 이상을 방지하기 위해 0.05mm를 초과해서는 안 됩니다. 흡습성이 강한 보드는 드릴링 후 150도에서 4시간 동안 구워서 수분을 제거해야 합니다.
2. 홀 금속화 공정
PTFE와 같은-고주파 기판의 표면 화학적 불활성은 매우 강하며, 기존 구리 증착 공정에서는 안정적인 접합을 달성할 수 없습니다. 이는 제조 시 가장 큰 어려움입니다.
플라즈마 활성화(O 2/CF ₄/N 2 조합) 또는 나트륨 나프탈렌 용액 활성화 공정을 이용하여 기판 표면의 불활성 분자 사슬을 파괴하고 구리층과 기판 사이의 결합력을 1.2-1.5N/mm로 증가시킵니다.
구리 도금 용액의 농도를 적절하게 높이고, 반응 시간을 연장하고, 구리 도금 와이어의 초음파 기능을 끄고, 구멍 벽의 구리 두께가 25μm 이상인지 확인하고, IPC 클래스 2 표준의 20% 두꺼워짐 요구 사항을 충족하고, 구멍 벽 균열을 일으키는 Z-축 열 팽창을 방지합니다.
3. 그래픽 전사 및 에칭 공정
선폭 공차를 ±2% 이내로 엄격하게 제어하고 백배 거울을 사용하여 첫 번째 보드의 마이크로스트립 라인의 선폭과 간격을 확인하여 임피던스 정확도를 보장합니다.
에칭 속도와 균일성을 정확하게 제어하여 회로의 가장자리가 매끄럽고 버가 없는지 확인하고 신호 산란으로 인한 간섭을 방지합니다. 에칭된 마이크로스트립 라인 주변 2.54mm 범위 내의 잔여 동을 철저히 제거해야 하며, 잔여 동을 칼날로 긁어내는 행위는 엄격히 금지됩니다.
대부분의 PTFE 시트는 구리 표면의 평탄도 손상을 방지하고 추가 손실을 초래하기 위해 에칭 후 연삭을 금지합니다.
4. 적층 공정
라미네이션을 위한 온도, 압력, 시간의 세 가지 주요 매개변수를 정확하게 제어하여 반경화 시트(PP 시트)의 균일한 접착 흐름을 보장하고, 층 간 기포나 박리 현상이 발생하지 않도록 하며, 매우 작은 범위 내에서 매질의 두께 공차를 제어하여 임피던스 일관성을 직접적으로 보장합니다.
다중 압착 및 리플로우 솔더링 공정 중에 구멍 벽 균열 및 박리 실패를 방지하기 위해 다층 혼합 압력 구조에 대해 다양한 재료의 CTE 일치를 확인해야 합니다. PTFE 시트를 라미네이팅하기 전에 습기를 제거하고 라미네이팅 후 거품이 발생하는 것을 방지하기 위해 150도에서 2시간 동안 구워야 합니다.