Perawatan permukaan PCB frekuensi tinggi adalah proses inti untuk memastikan integritas sinyal frekuensi tinggi, yang perlu dirancang berdasarkan empat persyaratan inti, yaitu kehilangan rendah, parasit rendah, stabilitas tinggi, dan ketahanan terhadap korosi. Cacat permukaan apa pun dapat meningkatkan kehilangan penyisipan lebih dari 0,5dB, dan bahkan menyebabkan kegagalan transmisi sinyal frekuensi tinggi. Berikut ini adalah langkah-langkah produksi terperinci dan pertimbangan utama untuk proses perawatan permukaan frekuensi tinggi-yang umum:
Langkah-langkah produksi proses perawatan permukaan{0}frekuensi tinggi yang umum
1. Emas perendaman kimia (ENIG, cocok untuk skenario 5-24GHz)
Proses lengkapnya: pengawetan dan pembersihan → etsa mikro → pra perendaman → aktivasi → pelapisan nikel kimia → perendaman emas kimia, melibatkan 6 tangki kimia dan hampir seratus tindakan pengendalian kimia.
Parameter inti: ketebalan lapisan nikel 5-10 μm, ketebalan lapisan emas 0,05-0,1 μm, resistivitas 2,4 μΩ· cm, kekasaran permukaan Ra Kurang dari atau sama dengan 0,15 μm.
2. Pelapisan perak kimia (cocok untuk skenario gelombang milimeter 24-60GHz)
Proses lengkap: Degreasing ganda → Etsa mikro ringan → Pencucian asam → Pembersihan air murni → Deposisi perak kimia → Lapisan lapisan pelindung ganda. Perawatan pelindung harus diselesaikan dalam waktu 30 menit setelah pengendapan perak.
Parameter inti: Ketebalan lapisan perak 2-5 μm, resistivitas 1,6 μΩ· cm, kekasaran permukaan Ra Kurang dari atau sama dengan 0,08 μm, ketebalan total lapisan pelindung Kurang dari atau sama dengan 0,3 μm.
3. Pasta solder organik OSP (cocok untuk-skenario berbiaya rendah 1-10 GHz)
Proses lengkap: degreasing → etsa mikro → pencucian asam → pembersihan air murni → pelapisan organik → pembersihan dan pengeringan, dengan waktu pemrosesan kurang dari atau sama dengan 2 menit untuk satu papan.
Parameter inti: ketebalan film organik 0,3-0,4 μm, resistivitas yang konsisten dengan tembaga (1,7 μΩ· cm), kekasaran permukaan Ra Kurang dari atau sama dengan 0,1 μm.
4. Pelapisan paladium nikel kimia (ENEPIG, cocok untuk skenario keandalan tinggi seperti komunikasi satelit)
Proses lengkap: Penghilangan minyak sebelum perawatan → Etsa mikro yang presisi → Pelapisan nikel kimia → Pelapisan paladium kimia → Perendaman emas → Pasca perawatan vakum, dioperasikan di lingkungan dengan oksigen rendah selama proses berlangsung.
Parameter inti: Lapisan nikel 5-8 μm, lapisan paladium 0,1-0,3 μm, lapisan emas 0,05 μm, resistivitas 2,2 μ Ω· cm, kekasaran permukaan Ra Kurang dari atau sama dengan 0,12 μm.
Tindakan pencegahan kunci eksklusif frekuensi tinggi
1. Kontrol ketat terhadap kekasaran permukaan
Foil tembaga elektrolitik dengan kekasaran rendah (Ra=0.08-0.12 μ m) harus dipilih untuk mengontrol kekasaran media dari sumbernya.
Proses etsa mikro menggunakan larutan etsa mikro ringan (konsentrasi natrium persulfat 80-100g/L), dan jumlah penghilangan foil tembaga dikontrol secara ketat pada 0,3-0,5 μm untuk menghindari etsa mikro yang berlebihan dan kekasaran yang berlebihan.
Produk akhir Ra harus Kurang dari atau sama dengan 0,1 μm. Di bawah sinyal 10GHz, mengurangi Ra dari 0,3 μm menjadi 0,1 μm dapat mengurangi kehilangan konduktor sebesar 30%.
2. Keseragaman lapisan dan kontrol impedansi
PCB frekuensi tinggi berukuran besar memerlukan strip pemandu selebar 5 mm untuk ditambahkan di bagian tepinya untuk menghindari penyimpangan ketebalan lapisan yang disebabkan oleh perbedaan laju aliran antara tepi dan bagian tengah larutan obat.
Pelapisan kimia mengadopsi tangki pelapisan berputar (kecepatan 5-10rpm), dan pelapisan listrik mengadopsi proses pelapisan pulsa untuk mengontrol deviasi ketebalan lapisan dalam ± 10% dan mencegah perubahan impedansi yang tiba-tiba.
Penyimpangan yang berlebihan pada ketebalan lapisan dapat secara langsung menyebabkan return loss menurun dari -20dB menjadi -15dB, sehingga sangat mempengaruhi kualitas transmisi sinyal frekuensi tinggi.
3. Proses pelapisan perak untuk perlindungan antioksidan
Segera aplikasikan lapisan pelindung ganda-setelah pengendapan perak: lapisan dalam adalah film organik turunan benzotriazol setebal 0,05-0,1 μm, dan lapisan luar adalah lapisan dielektrik rendah perfluoropolieter dengan ε r Kurang dari atau sama dengan 2,2.
Produk jadi harus dikemas secara vakum dan disimpan dengan pengering, dengan suhu sekitar dikontrol pada 25 ± 5 derajat dan kelembapan kurang dari atau sama dengan 50% untuk menghindari lonjakan resistansi kontak yang disebabkan oleh oksidasi lapisan perak.
Pelat berlapis perak tanpa pelindung yang disimpan pada suhu kamar selama 3 bulan akan meningkatkan resistansi kontak dari 8m Ω menjadi 30m Ω, dan insertion loss pada 28GHz akan meningkat sebesar 0,6dB/100mm.
4. Lapisan adhesi dan keandalan pengelasan
Proses pra{0}}perawatan harus memastikan permukaan papan bebas dari noda minyak dan lapisan oksida. Kekuatan pengelupasan lapisan setelah korosi mikro harus lebih besar dari atau sama dengan 0,8N/mm untuk menghindari pelepasan lapisan setelah penyolderan reflow.
Papan frekuensi-tinggi perlu diverifikasi dengan penyolderan reflow pada 260 derajat sebanyak lebih dari 3 kali, dengan sudut pembasahan pengelasan kurang dari atau sama dengan 30 derajat dan tidak ada masalah penyolderan virtual atau pengelupasan lapisan.
Dilarang menyentuh langsung permukaan papan yang dirawat dengan tangan kosong, karena sisa sidik jari dapat menyebabkan kegagalan adhesi lapisan lokal dan gangguan transmisi sinyal.
5. Pengendalian lingkungan proses penuh
Semua konsentrasi obat dalam proses perlu dipantau-secara real-time secara online. Misalnya, dalam proses pengendapan emas, konsentrasi ion emas harus dikontrol secara stabil pada 0,5-0,8g/L untuk menghindari fluktuasi komposisi lapisan.
Parameter perawatan permukaan berbagai substrat-frekuensi tinggi (PTFE, komposit hidrokarbon, dll.) perlu disesuaikan secara terpisah, dan dilarang menggunakan rangkaian parameter proses yang sama dengan papan FR-4 biasa.
Produk akhir menjalani pengujian insertion loss 100% untuk memastikan kenaikan insertion loss pada 10GHz kurang dari atau sama dengan 0,2dB/100mm, sehingga memenuhi persyaratan skenario frekuensi tinggi.