CN109561594B - 高频电路板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电路板技术领域，尤其涉及一种高频电路板及其制作方法，制作方法包括以下步骤：提供芯板和PTFE高频覆盖膜；进行第一次钻孔，在芯板上钻出金属化孔，在芯板和PTFE高频覆盖膜对应位置钻出排气孔和对位孔；对芯板进行黑孔、电镀、外层图形制作和外层蚀刻；在芯板的两面贴覆PTFE高频覆盖膜；对两面贴覆有PTFE高频覆盖膜的芯板进行压合，制得基板；对基板进行第二次钻孔，钻出非金属孔以及钻出基板两面的PTFE高频覆盖膜对应金属化孔的位置的窗口；对第二次钻孔后的基板进行外形加工，制得高频电路板。本申请可以减少钻孔的走刀，能有效降低覆盖膜的内应力，贴膜时间短，同时也能保证覆盖膜与芯板的对准度及产品的品质。

Description

高频电路板及其制作方法
技术领域
本发明属于电路板技术领域，尤其涉及一种高频电路板及其制作方法。
背景技术
PCB高频板是指电磁频率较高的特种线路板，用于高频率(频率大于 300MHZ或者波长小于1米)与微波(频率大于3GHZ或者波长小于0.1米)领域的PCB，一般来说，高频板可定义为频率在1GHz以上线路板。
随着科学技术的快速发展，越来越多的设备设计是在微波频段(＞1GHZ) 甚至与毫米波领域(30GHZ)以上的应用，这也意味着频率越来越高，对线路板的材料的要求也越来越高，比如说覆盖膜材料需要具有优良的电性能，良好的化学稳定性，随电源信号频率的增加在基材的损失方面要求非常小。
目前电路板行业在制作高频板时，普遍使用油墨或PI膜(聚酰亚胺薄膜) 来覆盖，油墨的DK(介电常数)高、电性能稳定差，表面粗糙，PI膜的DK相对于油墨低，但随着传输速率及传输速率的不断提升，用于保护高频板外层线路的油墨或PI膜不能很好的满足要求。因此，采用一种新材料-PTFE覆盖膜来对高频板进行加工，可以很好的满足高频板材料的损耗要求，但由于PTFE覆盖膜加工工艺复杂，按照PCB高频板常规的制作方法来做，给实际生产带来很大的问题：PTFE覆盖膜内应力完全释放后，覆盖膜收缩非常严重，导致刚挠无法对位，贴覆盖膜图形复杂导致操作难度大且十分耗时，同时在压合过程中线条与压合的拐角处不能紧密贴合，胶流动不到拐角处导致树脂空洞，缺陷多，良率低，无法实现大批量生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高频电路板的制作方法，旨在解决现有技术中的高频电路板不能解决高频信号传输中材料损耗低的问题以及制作良率较低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高频电路板的制作方法，包括以下步骤：
提供芯板和PTFE高频覆盖膜；
进行第一次钻孔，包括在所述芯板上钻出金属化孔和在所述芯板和所述 PTFE高频覆盖膜对应位置钻出排气孔和对位孔；
对芯板进行黑孔、电镀、外层图形制作和外层蚀刻，以形成外层线路图形；
在芯板的两面贴覆PTFE高频覆盖膜；
对两面贴覆有PTFE高频覆盖膜的芯板进行压合，制得基板；
对基板进行第二次钻孔，钻出剩余的非金属孔以及钻出所述基板两面的 PTFE高频覆盖膜对应所述金属化孔的位置的窗口；
对第二次钻孔后的基板进行外形加工，制得高频电路板。
进一步地，所述PTFE高频覆盖膜包括PTFE覆盖膜和复合于所述PTFE覆盖膜一侧面的热固性树脂。
进一步地，压合前，所述PTFE覆盖膜的厚度为25～40μm，所述热固性树脂的厚度为10～20μm。
进一步地，所述PTFE高频覆盖膜还包括贴覆在所述PTFE覆盖膜远离所述热固性树脂一侧的离型膜；在贴膜前，对所述PTFE高频覆盖膜进行烘烤，冷却固化，以避免撕除离型膜后因应力过大而导致PTFE覆盖膜内缩。
进一步地，在贴膜前，对所述PTFE高频覆盖膜进行烘烤、冷却固化的步骤包括：将覆盖膜放入烤箱160℃高温烘烤10-15min后取出冷却。
进一步地，在电镀前，在所述芯板上金属化孔的孔壁的表面吸附形成一层石墨炭黑导电层。
进一步地，对两面贴覆有PTFE高频覆盖膜的芯板进行压合的步骤包括：在两面贴覆有PTFE高频覆盖膜的芯板的两面分别叠放缓冲层，在两侧的缓冲层外叠放钢板，然后高温高压进行压合，获得基板，其中，所述缓冲层为硅胶缓冲层，表面硬度为70±5sh。
进一步地，所述第一次钻孔时，在所述PTFE高频覆盖膜的废料区钻出所述排气孔。
进一步地，所述PTFE高频覆盖膜的窗口比所述金属化孔的孔径大6～12mil。
本发明的另一目的在于提供一种高频电路板，利用上述高频电路板的制作方法制得。
本发明的有益效果：本发明的高频电路板的制作方法，由于第一次钻孔只钻金属化孔，第二次钻孔是在两面压合有PTFE高频覆盖膜的芯板钻出剩余的非金属化孔，可以减少钻孔的走刀，从而达到降低内应力的目的，在芯板上贴膜时只需要将PTFE高频覆盖膜与芯板上的各对位点对准即可，大大地减少了贴膜的操作时间，同时也保证了PTFE高频覆盖膜与芯板的对准度及产品的品质，适于大批量生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的高频电路板的制作方法的流程框图；
图2为图1所示高频电路板的制作方法中压合时的结构示意图；
图3为图1所示高频电路板的制作方法中的PTFE高频覆盖膜外形经过两次钻孔后的结构示意图。
其中，图中各附图标记：
100—芯板 101—金属化孔 200—PTFE高频覆盖膜
210—PTFE覆盖膜 220—热固性树脂 201—窗口
202—排气孔 203—对位孔 300—缓冲层
400—钢板
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1～3所示，本发明实施例提供的高频电路板的制作方法，包括以下步骤：
步骤S100：提供芯板100和PTFE高频覆盖膜200。
步骤S200：进行第一次钻孔，在芯板100上钻出金属化孔101、排气孔和对位孔，在PTFE高频覆盖膜200对应芯板100的排气孔、对位孔的位置上钻出排气孔202和对位孔203。
步骤S400：对芯板100进行电镀、外层图形制作和外层蚀刻，以形成外层线路图形。电镀前还包括步骤S300：黑孔，在金属化孔101的孔壁上形成碳层导电层。
步骤S600：在芯板100的两面贴覆PTFE高频覆盖膜200。
步骤S700：对两面贴覆有PTFE高频覆盖膜200的芯板100进行压合，制得基板。
步骤S800：对基板进行第二次钻孔，钻出剩余的非金属孔(图未示)以及钻出所述基板两面的PTFE高频覆盖膜200对应所述金属化孔101的位置的窗口 201。
步骤S900：对第二次钻孔后的基板进行外形加工，制得高频电路板。
本实施例提供的高频电路板的制作方法，由于第一次钻孔只钻金属化孔 101，第二次钻孔是在两面压合有PTFE高频覆盖膜200的芯板100钻出剩余的非金属化孔，可以减少钻孔的走刀，从而达到降低内应力的目的，在芯板100 上贴膜时只需要将PTFE高频覆盖膜200与芯板100上的各对位点对准即可，大大地减少了贴膜的操作时间，同时也保证了PTFE高频覆盖膜200与芯板100 的对准度及产品的品质，适于大批量生产。
在步骤S100中，PTFE高频覆盖膜200采用摩擦阻力小且具有优良电性能的PTFE覆盖膜，其介电常数低，损耗因子小。在一实施方式中，PTFE高频覆盖膜200包括PTFE覆盖膜210和复合于PTFE覆盖膜210一侧面的热固性树脂 220，PTFE覆盖膜210远离热固性树脂220的一侧贴覆有离型膜(图未示)，离型膜对PTFE起到保护作用，在贴膜后撕掉。
可以理解的是，在第一次钻孔前，可先对芯板100和PTFE高频覆盖膜200 按预设尺寸进行切割，加工出符合预设形状和尺寸的芯板100和PTFE高频覆盖膜200。
在步骤S200中，PTFE高频覆盖膜200上钻出的排气孔202、对位孔203 分别与芯板100上的排气孔、对位孔一一对应。PTFE高频覆盖膜200上钻出的排气孔202的孔径可设置为大于芯板100上的排气孔的孔径，如大4-6mil；芯板 100上的对位孔设置在周边区域，如沿长度方向的两端的区域，PTFE高频覆盖膜200上钻出的对位孔203的孔径可设置为大于芯板100上的对位孔的孔径，如大3-6mil。
在步骤S300中：在芯板100的金属化孔101的孔壁的表面吸附形成一层石墨炭黑导电层，以为后面的电镀制程做准备。
在步骤S400和步骤S600之间还包括步骤S500：对PTFE高频覆盖膜200 进行烘烤，冷却固化，如此，可避免撕除离型膜后因应力过大而导致PTFE覆盖膜210内缩。
在步骤S700之前，即在压合叠板前，在钢板400和PTFE高频覆盖膜200 之间增加一层缓冲层300，缓冲层300的表面硬度为70±5sh，通过增设缓冲层 300可使压合后芯板100上的线路与芯板100的各连接处紧密贴合。在压合时，从上至下依次叠放钢板400、缓冲层300、PTFE高频覆盖膜200、芯板100、缓冲层300、钢板400。
在步骤S700中，在压合时，其压力F可设置为450psi，温度为180℃，压合时间为3～6min，如此，通过增加压合压力来提供树脂的流动性，从而解决芯板100与PTFE高频覆盖膜200压合后出现树脂空洞的现象。
在步骤S900中，高频覆盖膜的窗口201的孔径可设置为比金属化孔101的孔径大6～12mil。
以下以PTFE高频覆盖膜200采用包含有PTFE覆盖膜210为例，结合图2、图3所示，对高频电路板的制作方法具体说明，其制作方法具体包括以下步骤：
步骤1：选用摩擦阻力小且拥有优良电性能的PTFE高频覆盖膜200，该PTFE 高频覆盖膜200由PTFE覆盖膜210和单面热固性树脂220组成，PTFE厚度25-40 μm、树脂厚度10-20μm。
步骤2：对PTFE覆盖膜210及PCB板进行工程设计，包括拼板设计、线路补偿、gerber输出等。在工程设计时，去掉PTFE高频覆盖膜200上原有的外形开窗图形及非金属化孔开窗，只留少量排气孔202和金属化孔101及PTFE高频覆盖膜200四角的对位孔203，例如开设两排间隔的排气孔202。
步骤3：开料，对PCB板及PTFE覆盖膜210按照拼板预设尺寸进行切割。
步骤4：第一次钻孔，在芯板100上只钻出高频PCB板上的金属化孔101。非金属化孔在第二次钻孔时钻出，避免两者一次钻出，在后续PTFE高频覆盖膜 200贴合时需要开窗处理，而PTFE高频覆盖膜200开窗过多在贴合时容易产生内应力，因此两者前后分别钻出。
步骤5：黑化，通过物理吸附作用，在已钻好孔的芯板100上的孔壁表面吸附一层均匀的石墨碳黑导电层，为后续电镀制程做准备。
步骤6：电镀，在芯板100黑孔后，将金属化孔101孔壁电镀至铜厚20μm 以上，面铜35μm以上。
步骤7：对PCB板进行外层图形制作和外层蚀刻，做出PCB芯板100的外层线路图形。
步骤8：棕化，将做出外层线路图形的PCB芯板100进行棕化处理，为PTFE 覆盖膜210贴合做准备。棕化处理是对PCB芯板100的表面进行粗糙化处理以使芯板100表面形成粗糙表面。
步骤9：激光铣PTFE高频覆盖膜200，通过只铣金属化孔窗(即窗口201)、排气孔202和对位孔203的方式，将PTFE高频覆盖膜200铣出，得到预贴合的 PTFE高频覆盖膜200。只铣金属化孔窗、排气孔202和对位孔203，其它外形位置不铣的方式，减少PTFE高频覆盖膜200贴合可能会出现的应力内缩。因此只钻金属化孔101、排气孔202和对位孔203，所以不需要对非金属化孔位置的覆盖膜开窗。
其中的排气孔202设置在PTFE覆盖膜210的废料区，作用是PTFE高频覆盖膜200贴合时的排气，排气孔窗是比芯板100上的排气孔孔径大的开窗，开窗比排气孔大3-6mil。
对位孔203用于后续PTFE高频覆盖膜200贴合时的对位操作，对位孔只分布在板面的四周，对位孔窗是比芯板100上的对位孔大的开窗，开窗比对位孔大4-6mil。
其中金属化孔窗，是比金属化孔101大的开窗，开窗比金属化孔101大 6-12mil。
步骤10：对PCB板和PTFE覆盖膜210进行贴合，在贴膜前，先将PTFE 覆盖膜210放入烤箱中，160℃高温烘烤10-15min后取出冷却，使PTFE覆盖膜210上的树脂得到进一步的固化，以达到降低树脂粘度的目的，从而降低撕离型纸时产品的内应力，避免撕除离型纸后应力过大而导致覆盖膜内缩，影响 PTFE覆盖膜210与PCB芯板100的对位。
步骤11：对PCB板及PTFE覆盖膜210通过压合方式，将两者牢固黏合在一起。
其中的压合是在PCB板正反两面线路位置都用PTFE高频覆盖膜200进行覆盖，实现对外层线路的保护。压合时压力设置为450psi，温度设置为180℃，压合时间为3-6min，压合叠层结构依次按照钢板400、2.0mm厚度的硅胶缓冲材料、PTFE覆盖膜210、PCB板、PTFE覆盖膜210、2.0mm厚度的硅胶缓冲材料、钢板400。该压合方法可以解决覆盖膜压合树脂空洞的问题。其中，缓冲材料采用带有硅胶层的缓冲垫，表面硬度为70±5sh。
步骤12：第二次钻孔，在PTFE高频覆盖膜200压合后，将PCB板进行第二次钻孔，钻出剩余的非金属化孔。
步骤13：外形及铣槽，按照PCB板的外形资料设计，将PCB板中多余的废料区域铣去除，最终实现PCB板的成品制作。
步骤14：电测、成品检查及出货，即按照正常流程进行电性能测试，并进行外观检查，直至产品合格出货。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高频电路板的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
提供芯板和PTFE高频覆盖膜，所述PTFE高频覆盖膜包括PTFE覆盖膜和复合于所述PTFE覆盖膜一侧面的热固性树脂；
进行第一次钻孔，包括在所述芯板上钻出金属化孔和在所述芯板和所述PTFE高频覆盖膜对应位置钻出排气孔和对位孔；
对芯板进行黑孔、电镀、外层图形制作和外层蚀刻，以形成外层线路图形；
在芯板的两面贴覆PTFE高频覆盖膜；
对两面贴覆有PTFE高频覆盖膜的芯板进行压合，制得基板；
对基板进行第二次钻孔，钻出剩余的非金属孔以及钻出所述基板两面的PTFE高频覆盖膜对应所述金属化孔的位置的窗口；
对第二次钻孔后的基板进行外形加工，制得高频电路板。
2.根据权利要求1所述的高频电路板的制作方法，其特征在于：压合前，所述PTFE覆盖膜的厚度为25～40μm，所述热固性树脂的厚度为10～20μm。
3.根据权利要求1所述的高频电路板的制作方法，其特征在于：所述PTFE高频覆盖膜还包括贴覆在所述PTFE覆盖膜远离所述热固性树脂一侧的离型膜；在贴膜前，对所述PTFE高频覆盖膜进行烘烤，冷却固化，以避免撕除离型膜后因应力过大而导致PTFE覆盖膜内缩。
4.根据权利要求3所述的高频电路板的制作方法，其特征在于：在贴膜前，对所述PTFE高频覆盖膜进行烘烤、冷却固化的步骤包括：将覆盖膜放入烤箱160℃高温烘烤10-15min后取出冷却。
5.根据权利要求1～4任一项所述的高频电路板的制作方法，其特征在于：在电镀前，在所述芯板上金属化孔的孔壁的表面吸附形成一层石墨炭黑导电层。
6.根据权利要求1～4任一项所述的高频电路板的制作方法，其特征在于：对两面贴覆有PTFE高频覆盖膜的芯板进行压合的步骤包括：在两面贴覆有PTFE高频覆盖膜的芯板的两面分别叠放缓冲层，在两侧的缓冲层外叠放钢板，然后进行压合，获得基板，其中，所述缓冲层为硅胶缓冲层，表面硬度为70±5sh。
7.根据权利要求1～4任一项所述的高频电路板的制作方法，其特征在于：所述第一次钻孔时，在所述PTFE高频覆盖膜的废料区钻出所述排气孔。
8.根据权利要求1～4任一项所述的高频电路板的制作方法，其特征在于：所述PTFE高频覆盖膜的窗口比所述金属化孔的孔径大6～12mil。
9.一种高频电路板，其特征在于：利用权利要求1～8任一项所述的高频电路板的制作方法制得。
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