1. 目的
本规范旨在明确高频板（High-Frequency PCB）在HDI（高密度互连）压合工艺中的设计准则与作业要求，确保产品满足高频信号传输、阻抗控制、可靠性及可制造性需求，适用于5G通信、雷达、卫星等高频应用场景。
2. 适用范围
适用于采用HDI技术的高频多层板（如Rogers、Teflon等材料），涵盖压合结构设计、材料选型、层叠规划及工艺控制等环节。
3. 术语定义
- HDI（High Density Interconnect）：高密度互连技术，通过微孔（盲埋孔）、细线宽/间距实现高布线密度。
- 压合（Lamination）：将多层芯板与半固化片（Prepreg）通过高温高压粘合为整体。
- 高频板：工作频率≥1GHz，需控制介电常数（Dk）和损耗因子（Df）的PCB。
4. 设计准则
4.1 材料选型
- 基材要求：
- 优先选择低Dk（介电常数）、低Df（损耗因子）材料，如Rogers RO4000系列、Taconic TLY系列。
- 确保材料的热膨胀系数（CTE）与铜箔匹配，避免压合后翘曲。
- 半固化片（Prepreg）：
- 选用与基材兼容的树脂体系（如PTFE或改性环氧树脂），确保流胶量均匀。
- 厚度公差控制在±5%以内，避免阻抗波动。
4.2 层叠设计
- 对称结构：
- 高频信号层应靠近中心层，两侧对称分布地平面，减少阻抗突变。
- 示例：8层板推荐叠构（Top-Gnd-Signal1-Power-Gnd-Signal2-Gnd-Bottom）。
- 厚度控制：
- 芯板与Prepreg厚度比需优化，避免树脂填充不足或过度挤压导致孔变形。
- 高频层间介质厚度建议≥3mil，降低串扰。
4.3 压合工艺参数
- 温度曲线：
- 升温速率：2~3℃/min（PTFE材料需更慢升温）。
- 压合温度：根据材料Tg值设定（如环氧树脂180~200℃，PTFE需280~320℃）。
- 压力控制：
- 阶段1（预压）：低压（50~100psi）使树脂流动。
- 阶段2（全压）：高压（200~300psi）确保层间结合力。
4.4 微孔（HDI孔）设计
- 盲埋孔布局：
- 避免孔重叠设计，减少压合时应力集中。
- 激光钻孔孔径≥4mil，深径比≤1:1（针对高频材料）。
- 填孔要求：
- 导电填孔需确保空洞率＜5%，树脂填孔需完全固化。
5. 作业规范
5.1 前处理
- 表面清洁：
- 铜箔表面需经等离子处理或化学清洗，去除氧化层。
- Prepreg预处理：
- 在恒温恒湿环境（23±2℃，RH 40~60%）下存储，使用前烘烤（105℃/2h）。
5.2 压合流程
- 对位精度：
- 采用X-ray对位，层间偏移≤25μm。
- 压合程序：
- 按材料供应商提供的参数设置升温、保压、冷却曲线，实时监控压力与真空度。
5.3 后处理
- 翘曲控制：
- 压合后板件需在压平机中缓冷至室温，翘曲度≤0.5%。
- 质量检测：
- 超声波扫描（SAT）检测层间分层，TDR测试阻抗一致性。
6. 常见问题与对策
| 问题 | 原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 层间分层 | 树脂流动性不足 | 增加Prepreg流胶时间 |
| 阻抗偏差＞10% | 介质厚度不均 | 优化压合压力与Prepreg厚度 |
| 孔铜断裂 | CTE不匹配 | 选用低CTE材料或调整孔设计 |
7. 引用标准
- IPC-6012E 高可靠性PCB性能规范
- IPC-4103 高频基材标准
- MIL-PRF-55110 军用PCB通用规范
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