近幾年在我們這個行業(yè)里，最時髦的技術(shù)和產(chǎn)品是HDI（高密度互連）、Build-upMulTIlayer（積層印制板）。然而，在市場經(jīng)濟和高科技含量產(chǎn)品的發(fā)展潮流中，還有另外一個分支，就是高頻微波射頻印制板和金屬基印制板。今天，我就來說說這二個問題。

    一、先說高頻微波射頻印制板

    1.高頻微波射頻印制板在中國大地上熱起來了。

    近年來，在華東、華北、珠三角已有眾多印制板企業(yè)在盯著高頻微波板這一市場，在收集高頻微波射頻、聚四氟乙烯（Teflon，PTFE）的動態(tài)和信息，將這類印制線路板新品種視為電子信息高新科技產(chǎn)業(yè)必不可少的配套產(chǎn)品，加強調(diào)研和開發(fā)。一些公司老總認(rèn)定高頻微波板為未來企業(yè)新的經(jīng)濟增長點。

    國外專家預(yù)測，高頻微波板的市場發(fā)展會非常快。在通信、醫(yī)療、軍事、汽車、電腦、儀器等領(lǐng)域，對高頻微波板的需求正急速竄起。數(shù)年后，高頻微波板可能占到全球印制板總量的約15%，臺灣、韓國、歐、美、日不少PCB公司紛紛制訂朝此方向發(fā)展計劃。

    歐美高頻微波板材供應(yīng)商Rogers、Arlon、Taconic、Metclad、GIL日本Chukoh近二年始向中國這個潛在的大市場進軍，尋找代理、講授相關(guān)技術(shù)。美國GIL公司在深圳舉辦一場“高頻微波射頻印制板之應(yīng)用與制造技術(shù)”講座，數(shù)百個座位全部滿座，走廊亦站滿了企業(yè)代表聽演講，不少老總級的人物聽了一整天的技術(shù)講座。真沒想到國內(nèi)同行對高頻板產(chǎn)生如此濃厚的興趣。歐美板材供應(yīng)商已可提供介電常數(shù)從2.10、2.15、2.17，……直到4.5，甚至更高的板材系列100多個品種。

    在珠三角、長三角，據(jù)了解已有不少企業(yè)標(biāo)榜可以批量訂Teflon和高頻板訂單。據(jù)說，有企業(yè)已達到月產(chǎn)數(shù)千平方米的水平。國內(nèi)不少雷達、通信研究所的印制板廠需求高頻微波板材在逐年增大。國內(nèi)華為、貝爾、武漢郵科院等大通信企業(yè)需求高頻微波印制板在逐年增多，國外從事高頻微波產(chǎn)品的企業(yè)亦搬遷來中國，就近采購高頻微波用印制線路板。

    種種跡象表明，高頻微波板在中國熱起來了。

    （什么叫高頻板？300MHZ以上，即波長1米以上的短波頻率范圍，一般稱為高頻板。）

    2.為什么高頻微波板這幾年熱了起來？

    有以下三方面原因。

    ①計算機技術(shù)處理能力增加，信息記憶容量增大，迫切要求信號傳送高速化。

    ②原屬軍事用途的高頻通信的部分頻段讓給民用（1996年開始），使民用高頻通信大大發(fā)展。在遠距高通信、導(dǎo)航、醫(yī)療、運輸、交通、倉儲等各個領(lǐng)域大顯身手。

    ③高保密性、高傳送質(zhì)量，使移動電話、汽車電話，無線通信向高頻化發(fā)展，高畫面質(zhì)量，使廣播電視傳輸，用甚高頻、超高頻播放節(jié)目。高信息量傳送，要求衛(wèi)星通信，微波通信和光纖通信必須高頻化。

    總之，電子信息產(chǎn)品高頻化、高速化對印制板的高頻特性提出了高的要求。

    3.聚四氟乙烯（Teflon）印制板的ε

    在印制線路板基材中，聚四氟乙烯基材的介電常數(shù)ε最低，典型的僅為2.6~2.7，而一般的玻璃布環(huán)氧樹脂基材的FR4的介電常數(shù)ε為4.6~5.0，因此，Teflon印刷板信號傳輸速度要比FR4快得多（約40%）。Teflon板的介于損耗因素為0.002，比FR4的0.02低了10倍，能量損耗也小得多。加上聚四氟乙烯稱之為“塑料王”，電絕緣性能優(yōu)良，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性也好（至今尚無一種能在300℃以下溶解它的溶劑），所以，高頻高速信號傳遞就要先用Teflon或其它介電常數(shù)低的基材了。筆者看到，Polyflon、Rogers、Taconic、Arlon、Meclad都可提供介電常數(shù)為2.10、2.15、2.17、2.20的基材，其介質(zhì)損耗因素在10GHZ下是0.0005~0.0009。聚四氟乙烯基材性能很好，但其加工成印制板的過程同傳統(tǒng)的FR4有著完全不同的工藝途徑，這方面在后面會談到。

    這二年，我們在實踐中，除用到要求ε為2.15、2.6的以外，還經(jīng)常用到ε3.38、3.0、3.2、3.8等RogersRO4000、GIL1000系列等。

    4.高頻微波板的基本要求

    ①翹曲度：通常要求成品板0.5~0.7%。

    ②由于是高頻微波射頻信號傳輸，要求成品印制板導(dǎo)線的特性阻抗是嚴(yán)格的，PCB板的線寬通常要求±0.02mm（最嚴(yán)格的是±0.015mm）。因此，蝕刻過程需嚴(yán)格控制，光成像轉(zhuǎn)移用的底片需根據(jù)線寬、銅箔厚度而作工藝補償。

    ③這類印制線路板的線路傳送的不是電流，而是高頻電脈沖信號，導(dǎo)線上的凹坑、缺口、針孔等缺陷會影響傳輸，任何這類小缺陷都是不允許的。有時候，阻焊厚度也會受到嚴(yán)格控制，線路上阻焊過厚、過薄幾個微米也會被判不合格。

    ④熱沖擊288℃，10秒，1~3次，不發(fā)生孔壁分離。對于聚四氟乙烯板，要解決孔內(nèi)的潤濕性，作到化學(xué)沉銅孔內(nèi)無空穴，電鍍在孔內(nèi)的銅層經(jīng)得起熱沖擊，這是作好Teflon孔化板的難點之一。正因為如此，許多基材廠商研發(fā)生產(chǎn)出ε高一點，而化學(xué)沉銅工藝同常規(guī)FR4作法一樣的替代品，RogersRo4003（ε3.38）和西安704廠的LGC-046（ε3.2±0.1）就是這類產(chǎn)品。

    5.為什么要求印制板低ε（Dk）？

    ε或Dk，叫介電常數(shù)，是電極間充以某種物質(zhì)時的電容與同樣構(gòu)造的真空電容器的電容之比。通常表示某種材料儲存電能能力的大小。當(dāng)ε大時，儲存電能能力大，電路中電信號傳輸速度就會變低。通過印制板上電信號的電流方向通常是正負(fù)交替變化的，相當(dāng)于對基板進行不斷充電、放電的過程。在互換中，電容量會影響傳輸速度。而這種影響，在高速傳送的裝置中顯得更為重要。ε低表示儲存能力小，充、放電過程就快，從而使傳輸速度亦快。所以，在高頻傳輸中，要求介電常數(shù)低。

    另外還有一個概念，就是介質(zhì)損耗。電介質(zhì)材料在交變電場作用下，由于發(fā)熱而消耗的能量稱之謂介質(zhì)損耗，通常以介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ表示。ε和tanδ是成正比的，高頻電路亦要求ε低，介質(zhì)損耗tanδ小，這樣能量損耗也小。