F4B 高周波基板 (PTFE 基板) は現在、5G 通信、衛星通信、ミリ波レーダーなどの高周波シナリオのコア基板です。その主な利点は、極めて低い誘電損失と優れた誘電率安定性にあります。{1}しかし、PTFE 材料の特殊な物理的および化学的特性により、全プロセス処理において通常の FR-4 ボードとは異なる多くの技術的障壁があります。
コアの基本パラメータと誘電率の安定性
一般的なモデルパラメータ: 10GHz のテスト条件下で、主流の F4BM265 の誘電率 (DK) は 2.65 ± 0.05、損失係数 (DF) はわずか 0.0013、20GHz での DF はわずか 0.0019 であり、通常の fr4 ボードよりもはるかに優れています。
誘電率の安定性の利点: ガラスクロスと PTFE 樹脂を科学的な比率で圧縮することにより、通常の PTFE シートよりも誘電率の範囲が広くなります。バッチ間のDKの変動は±0.05以内に制御でき、50Ωのマイクロストリップラインのインピーダンスドリフトは28GHzの高周波領域で±3Ω以内に制御でき、急激なリターンロスの劣化を回避できます。
安定性保証の前提条件: 生産前に、共振空洞法を使用して基板の各バッチの Dk/Df を再テストする必要があります。基板バッチの偏差による基板全体の電気的性能への影響を避けるために、設計入力と厳密に一致する測定値を持つバッチのみをリリースできます。
コア処理の問題と対象となる解決策
1. 穴あけ加工の難しさ
難易度性能：PTFE素材は柔らかく、高い靭性を持っています。通常のドリル針での加工では、材料を切るのではなく「ナイフで切る」ことになるため、絞りやバリ、穴壁の剥がれが発生しやすくなります。掘削熱の蓄積により、PTFE が溶けて穴の壁に付着する可能性もあります。
解決策: 上部角度 130 度の新しい超硬合金ドリルビットを使用し、スピンドル速度を 60000 ～ 80000 rpm に制御し、多段ペッキングドリルを使用して 1 回の切削量と熱蓄積を削減します。-国産のF4Bはアルミ板のカバープレートを使用しており、穴あけ後、高圧エアガンで穴内の粉塵を吹き飛ばします。穴の鋭利なエッジは手作業で加工されており、プレートの膨張や変形を防ぐために機械研磨は禁止されています。
2. ホールメタライゼーションコアのしきい値
難易度のパフォーマンス: PTFE 材料は表面エネルギーが非常に低く (約 18 ダイン/cm 2)、化学的不活性が強いため、通常の化学銅蒸着プロセスでは効果的に接着できません。これが、F4B 高周波プレート処理の中核となる技術的閾値です。-。
解決策: 業界標準のプラズマ活性化処理を採用し、物理的衝撃と化学反応によって細孔壁の表面エネルギーが 52 ダイン/cm 2 以上に増加し、銅の堆積に理想的な接合界面を提供します。特殊な高周波細孔処理剤を使用して、銅の堆積プロセスに入る前に 30 分間浸すこともできます。-細孔銅の厚さは最小で 18 μm、平均で 20 μm に制御する必要があります。混合メッキの場合、パルス電気メッキを使用して細孔銅の厚さを 25 μ m 以上に増やすことをお勧めします。
3. グラフィック転送とサイズ拡張制御
難易度性能：F4Bシートの熱膨張係数は鋼の13倍であり、その質感は柔らかく、外力に対して容易に変形します。通常のフィルム露光では線幅精度±0.02mm以内の要求を満たすことが難しく、多層基板プレス後は層間アライメントずれが発生しやすくなります。{4}
解決策: LDI レーザー直接イメージング技術を採用し、グラフィックの位置決め精度は 5 μ m レベルで制御され、露光作業場は 23 ± 1 度の一定温度と 50 ± 5% の一定湿度を維持します。 F4Bボードの異なるモデルの伸縮を補正するためのデータベースを構築し、CAM段階で事前に補正係数を一致させます。製品仕上がり寸法と設計値との誤差を±0.075mm以内に抑えることが可能です。
4. ソルダーレジスト工程の難しさ
難易度性能: PTFE の表面エネルギーが低い特性により、グリーン オイルの密着性が低下し、加工中にグリーン オイルの発泡や剥離が発生しやすくなり、基板表面の信頼性に影響を及ぼします。
解決策: ソルダーマスクの前に、酸で洗浄したプレートを前処理に使用します。また、プレートの変形を防ぎ、プレート表面の密着性を向上させるため、機械的な研磨やブラッシングは完全に禁止されています。これにより、グリーン オイルの泡立ちや根元からの剥離の問題が軽減されます。{0}
主流のアプリケーションシナリオ
F4B 高周波基板は、安定した高周波の電気的性能と高い費用対効果を備えており、現在、移相器、電力分割器、結合器、給電ネットワーク、フェーズド アレイ アンテナ、衛星通信機器、5G 基地局アンテナなどの RF 分野で広く使用されています。中級からハイエンドの高周波において輸入ロジャース基板材料を置き換える費用対効果の高い選択肢です。-シナリオ。