Augstfrekvences hibrīda laminātiem ir nepieciešams līdzsvars starp augstas{0}frekvences signāla pārraidi, mehānisko izturību un izmaksu kontroli, jo ir integrēti substrāti ar dažādām īpašībām. Laminēšanas process kā galvenā saite, kas nosaka tā strukturālo integritāti un elektrisko veiktspēju, tieši ietekmē izstrādājuma veiktspēju. Pašlaik plašie augstfrekvences jaukta spiediena plākšņu laminēšanas procesi galvenokārt ietver trīs veidus: "tradicionālā karstās presēšanas laminēšana", "vakuuma laminēšana" un "pakāpeniska laminēšana". Katrs no trim procesu veidiem ir vērsts uz procesu, spiediena un temperatūras kontroli un pielāgošanās scenārijiem. Ir jāizdara mērķtiecīga izvēle, pamatojoties uz substrāta kombināciju, slāņu skaitu un augstas frekvences jaukta spiediena plāksnes veiktspējas prasībām.
1. Īpašas prasības augstas-hibrīda spiediena plāksnes laminēšanas procesam
Augstfrekvences{0}}hibrīdu laminātu galvenā pretruna slēpjas "substrātu īpašību atšķirībās" -, dažādu substrātu termiskās izplešanās koeficients, stiklošanās temperatūra un siltumvadītspēja ir ļoti atšķirīgas. Piemēram, PTFE substrātu CTE ir daudz augstāks nekā FR-4. Ja laminēšanas process netiek pareizi kontrolēts, var rasties tādas problēmas kā starpslāņu atdalīšanās, deformācija un burbuļi; Tajā pašā laikā augstas-frekvences signāla pārraidei ir nepieciešama ārkārtīgi augsta "starpslāņu saķere" un "vidēja vienmērība". Nevienmērīgs starpslāņu spraugu vai līmvielu sadalījums var palielināt signāla zudumu un ietekmēt pārraides efektivitāti. Tāpēc augstfrekvences hibrīda laminātu laminēšanas procesam ir jāatbilst trim pamatprasībām: pirmkārt, precīza temperatūras un spiediena kontrole, lai līdzsvarotu dažādu substrātu deformācijas atšķirības; Otrais ir nodrošināt, lai starp slāņiem nebūtu burbuļu vai spraugu, nodrošinot barotnes konsistenci; Trešais ir izvairīties no substrāta veiktspējas pasliktināšanās nepareizu procesa parametru dēļ.
Ņemot vērā šo pieprasījumu, tradicionālie vienas laminēšanas procesi vairs nespēj pielāgoties augstfrekvences{0}}hibrīda laminātu sarežģītībai. Loģiskās atšķirības starp dažādiem laminēšanas procesiem būtībā ir kompromiss starp "substrātu saderību", "veiktspējas stabilitāti" un "ražošanas efektivitāti".
2. Vispārējo augstfrekvences{1}}hibrīda laminēšanas procesu salīdzinājums
Tradicionālais karstās preses laminēšanas process: nobriedis un stabils, piemērots tradicionālajām kombinācijām
Tradicionālais karstās presēšanas un laminēšanas process ir viens no agrākajiem lietojumiem augstfrekvences jaukta spiediena plākšņu jomā. Tās galvenā loģika ir pielietot vienmērīgu spiedienu un temperatūru, izmantojot "plakano karstās preses mašīnu", lai izkausētu un plūstu līmi starp pamatnēm, tādējādi panākot starpslāņu savienošanu. Šīs tehnoloģijas process ir salīdzinoši vienkāršs: vispirms salieciet dažādus substrātus kārtībā, ievietojiet tos karstās presēšanas iekārtā un noturiet noteiktā temperatūrā (parasti atbilstoši substrāta Tg) un spiedienā. Kad līme ir pilnībā sacietējusi, atdzesējiet un noņemiet no formas.
Priekšrocības: augsta procesa gatavība, zemas aprīkojuma izmaksas, augsta ražošanas efektivitāte, piemērota augstas -frekvences jaukta spiediena plāksnēm ar nelielām substrātu kombināciju atšķirībām. Pateicoties pilnīgai spiediena un temperatūras kontroles sistēmai, ir iespējams masveidā ražot augstas -frekvences jaukta spiediena plāksnes ar vidējiem un zemiem slāņiem, un starpslāņu savienošanas spēks ir stabils, tādējādi nodrošinot augstu ražas līmeni.
Trūkums: slikta saderība ar substrāta īpašību atšķirībām. Ja augstfrekvences hibrīda plāksnē ir substrāti ar lielām CTE atšķirībām, tradicionālais karstās presēšanas režīms "vienmērīgs temperatūras spiediens" var viegli izraisīt substrāta deformāciju nekonsekventas termiskās deformācijas dēļ; Tikmēr karstās presēšanas procesā ir grūti pilnībā noņemt gaisu starp pamatnēm, kas starp slāņiem var veidot sīkus burbuļus un ietekmēt augstfrekvences signāla pārraides stabilitāti.
Adaptācijas scenāriji: zemas un vidējas slāņa augstas{0}}frekvences hibrīdpaneļi ar nelielām atšķirībām substrātu kombinācijās (piemēram, FR-4 kā galvenā sastāvdaļa un lokāli saskaņota ar zemu zudumu substrātiem), izmaksu ziņā jutīgas un vidējas signāla frekvences (piemēram, 1–10 GHz), piemēram, bezvadu moduļi plaša patēriņa elektronikā un tradicionālie rūpnieciskie sensori.
Vakuuma laminēšanas process: precīza gāzes kontrole, piemērota augsta pieprasījuma substrātiem
Vakuuma laminēšanas process pievēršas "sarežģītas izplūdes" sāpju punktam tradicionālajā karstajā presē, ieviešot "vakuuma vidi" laminēšanas procesa laikā. Izvelkot gaisu no laminēšanas kameras, tas samazina burbuļu veidošanos starp pamatnēm un optimizē temperatūras un spiediena pārvades efektivitāti. Procesu raksturo substrāta kaudzes ievietošana vakuuma laminēšanas kamerā, vispirms vakuumā līdz iestatītajai negatīvā spiediena vērtībai un pēc tam pakāpeniski palielinot temperatūru un spiedienu, lai ļautu līmei plūst un sacietēt vidē bez gaisa iejaukšanās. Dzesēšanas posmā joprojām tiek uzturēts zināms vakuuma līmenis, lai izvairītos no gaisa atkārtotas iekļūšanas starpslānī dzesēšanas procesa laikā.
Priekšrocības: pirmkārt, tai ir lielisks izplūdes efekts un ārkārtīgi zems starpslāņu burbuļu ātrums, kas var nodrošināt vides vienmērīgumu augstas-frekvences signāla pārraidei un ir piemērots augstas-frekvences scenārijiem virs 10 GHz; Otrkārt, temperatūras un spiediena sadalījums vakuuma vidē ir vienmērīgāks, kas var samazināt substrāta bojājumus, ko izraisa lokāla spiediena nevienmērība, un tam ir labāka saderība ar trausliem vai zema Tg substrātiem, piemēram, PTFE un keramiku; Treškārt, tas var pielāgoties daudzslāņu augstfrekvences-jaukta spiediena plāksnēm (vairāk nekā 10 slāņi) ar mazākām starpslāņu biezuma pielaidēm.
Trūkumi: Iekārtas investīciju izmaksas ir augstākas nekā tradicionālās karstās presēšanas gadījumā, ražošanas cikls ir garāks (vakuuma ekstrakcijas un temperatūras kontroles spiediena paaugstināšanas procesiem nepieciešama precīza ritma kontrole), un vakuuma kameras blīvēšanas prasības ir ārkārtīgi augstas. Ja blīvējums neizdodas, tas var viegli izraisīt partijas defektus. Turklāt kombinācijām ar ievērojamām CTE atšķirībām starp substrātiem (piemēram, PTFE un metāla substrātiem) joprojām ir grūti pilnībā novērst deformācijas risku tikai vakuuma vidē, un ir nepieciešami papildu amortizācijas materiāli.
Adaptācijas scenāriji: augstas frekvences hibrīdpaneļi, augstas signāla frekvences (virs 10GHz), sarežģītas substrātu kombinācijas (piemēram, PTFE+keramika+FR-4) un scenāriji ar stingrām prasībām attiecībā uz starpslāņu kvalitāti, piemēram, bāzes staciju antenu plates, satelītu navigācijas moduļi un milimetru viļņu radara substrāti sakaru iekārtās.
Soli pa solim laminēšanas process: segmentēta parametru kontrole, pielāgota ekstremālām substrāta atšķirībām
Soli{0}}pa-pakāpenisks laminēšanas process ir pielāgots process "ārkārtējām substrātu atšķirībām", un tā galvenā loģika ir "pakāpeniskā laminēšana" - sadalot augstfrekvences hibrīda plākšņu substrātus vairākās grupās pēc to īpašībām (piemēram, augsta CTE grupa, zema CTE grupa, lai laminēšana no katras substrāta grupas, pēc tam laminēšanas grupa "substrāts" un trausls substrāta grupa). apakšsubstrātus kopā, izmantojot optimizētus temperatūras spiediena parametrus, pakāpeniski panākot kopējās struktūras savienošanu. Piemēram, PTFE substrātu vispirms laminē atsevišķi apakšsubstrātā (kontrolē zemākā temperatūrā, lai izvairītos no deformācijas), pēc tam FR-4 substrātu laminē ar daļēji sacietējušu loksni citā apakšsubstrātā, un visbeidzot abas substrātas laminē atbilstoši parametriem, kas ir piemēroti abu pušu īpašībām.
Priekšrocības: Spēcīga savietojamība ar substrāta raksturlielumu atšķirībām, spēj apstrādāt kombinācijas, kuras ir grūti pielāgot tradicionālajai karstajai presēšanai un vakuuma laminēšanai (piemēram, PTFE+metāla substrāts, keramika+FR-4+poliimīds); Ieviešot segmentētu temperatūras un spiediena kontroli, katra substrāta sākotnējās īpašības var maksimāli aizsargāt, izvairoties no substrāta degradācijas, ko izraisa vienreizēja laminēšana (piemēram, keramikas pamatnes plaisāšana un PTFE dielektriskās konstantes novirze); Tajā pašā laikā laminēšana soli pa solim var elastīgi pielāgot katra substrāta procesa parametrus, atvieglojot veiktspējas optimizāciju vietējām zonām, piemēram, signālu pārraides zonām un mehāniskā atbalsta zonām.
Trūkumi: augsta procesa sarežģītība un stingras kontroles prasības ražošanas procesam (nepieciešama precīza katra substrāta izmēru pielaides kontrole, lai kombinētās laminēšanas laikā izvairītos no novirzēm); Ražošanas cikls ir garš un izmaksas ir augstas, kas nav piemērots masveida ražošanai. To vairāk izmanto pielāgotām, mazām partijām augstas-augstas{2}}frekvences jaukta spiediena plāksnēm.
Pielāgošanas scenāriji: lielas atšķirības substrātu kombinācijās (piemēram, substrātu ar augstu CTE un zemu CTE sajaukšanu, trauslu un elastīgu substrātu sajaukšanu), stingras pielāgošanas prasības, augstas kvalitātes scenāriji ar nelielu sērijveida ražošanu, piemēram, īpašas sakaru plates aviācijas un kosmosa nozarē, augstas-frekvences rūpnieciskās diagnostikas moduļi medicīnas iekārtās, izturīgi pret elektroniskām vidēm un substrātiem.
3, procesa izvēles pamatloģika: prasību prioritāšu noteikšana
Laminēšanas procesa izvēle augstfrekvences{0}}hibrīda laminātiem būtībā ir "veiktspējas prasību, izmaksu budžeta un ražošanas mēroga" prioritāte:
Ja prioritāte ir izmaksām un substrāta kombinācija ir vienkārša un signāla frekvence ir mērena, tradicionālā karstās preses laminēšana ir rentabla izvēle; Ja veiktspēja ir prioritāte, signāla frekvence ir augsta un starpslāņu kvalitātes prasības ir stingras, pat ja izmaksas ir augstas, vakuuma laminēšana joprojām ir nepieciešama izvēle; Ja substrātu savietojamība ir prioritāte, saskaroties ar ārkārtējām substrātu kombināciju atšķirībām un pielāgotu mazu partiju ražošanu, vienīgais iespējamais risinājums ir pakāpeniska laminēšana.
Ir vērts atzīmēt, ka faktiskajā ražošanā daži ražotāji apvienos trīs veidu "jauktās optimizācijas" procesu priekšrocības, piemēram, vispirms laminējot substrātu grupu ar vislielāko pakāpju atšķirību, un pēc tam sablīvējot pašreizējo apakšsubstrātu savienošanu caur vakuuma slāni, lai līdzsvarotu saderību un veiktspēju. Tādi uzņēmumi kā Shenzhen Zhongyang Circuit, kas ir cieši iesaistīti augstfrekvences PCB jomā, arī pielāgos vai optimizēs laminēšanas procesu atbilstoši klientu īpašajām vajadzībām (piemēram, signāla frekvencei, substrāta kombinācijai un ražošanas apjomam), nodrošinot, ka augstas-frekvences hibrīda plate atbilst gan elektriskās veiktspējas prasībām, gan izmaksām un piegādes cikla prasībām.