CN110662345A - 5g天线电路板的信号传输损耗控制方法 - Google Patents

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陈荣贤
梁少逸
程有和
徐伟
舒波宗
朱光辉
张伟勋
刘继民
赵婷婷
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0237—High frequency adaptations
    • H05K1/024—Dielectric details, e.g. changing the dielectric material around a transmission line

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Abstract

本发明提供了一种5G天线电路板的信号传输损耗控制方法，包括：芯板和半固化片均选用碳氢类树脂复合介质材料，且DK值控制在3.78+/‑0.04，以保证在不同频率下稳定的介电性能；采用全自动湿膜涂布机、全自动曝光机与显影+真空酸性蚀刻机制作线路，其中，曝光能量为7‑9格，显影点40‑60％，蚀刻再过自动光学检测，从而使控制线宽的公差被有效控制在+/‑0.02mm，确保产品信号的稳定性；压合工艺中控制材料升温整率为3‑5℃/min，炉内温度保证190℃持续60min，及较高的压力，增加填胶能力，以有效控制板厚均匀性。本发明采用低介电常数、低介电损耗材料，结合线路导电加工精度控制及压合工艺，制造出的5G天线电路板的频率可以达到77G，解决了信号和损耗问题。

Description

5G天线电路板的信号传输损耗控制方法
技术领域
本发明涉及电路板制造领域，特别涉及一种5G天线电路板的信号传输损耗控制方法。
背景技术
目前5G产品PCB的生产由“工艺+材料”决定。除上游高端材料的重要性，工艺和设计对PCB成品的最终性能影响很大，“工艺+材料”将分享5G带来的行业附加值。5G高频/高速板需要在设计过程中进行信号传输损耗控制，需要通过高超的工艺实现。5G产品PCB的性能要求极高，一般对层数、面积(大面积，小厚径比)、钻孔精度(小孔径、板件对位)、导线(线宽、线距)等有更高的要求，因此在PCB加工过程中需要更高的工艺技术能力配合。
但是，传统的PCB生产技术，以及材料匹配，无法满足此类型板的要求。现有材料的介电常数在4.1-5.4之间，介电损耗在0.016左右，当频率10G以上，材料损耗越大，信号失真。
发明内容
本发明提供了一种5G天线电路板的信号传输损耗控制方法，以解决至少一个上述技术问题。
为解决上述问题，作为本发明的一个方面，提供了一种5G天线电路板的信号传输损耗控制方法，包括：
芯板和半固化片均选用碳氢类树脂复合介质材料，且DK值控制在3.78+/-0.04，以保证在不同频率下稳定的介电性能；
采用全自动湿膜涂布机、全自动曝光机与显影+真空酸性蚀刻机制作线路，其中，曝光能量为7-9格，显影点40-60％，蚀刻再过自动光学检测，从而使控制线宽的公差被有效控制在+/-0.02mm，确保产品信号的稳定性；
压合工艺中控制材料升温整率为3-5℃/min，炉内温度保证190℃持续60min，及预定的压力，增加填胶能力，以有效控制板厚均匀性。
由于采用了上述技术方案，本发明采用低介电常数、低介电损耗材料，结合线路导电加工精度控制及压合工艺，制造出的5G天线电路板的频率可以达到77G，解决了信号和损耗问题。
附图说明
图1示意性地示出了本发明中的天线板的层叠结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明提供了一种5G产品天线板的制作生产方法，其从材料匹配及工艺能力方面着手，控制PCB的可靠性，可以满足客户要求，以解决材料匹配问题、满足稳定性的要求。
本发明的关键在于以下三点之间的相互协同配合，以达到稳定性的要求：
(1)材料匹配性验证：5G天线板的重要指标表现在DK/DF值得稳定性，所以在60GHz以上的应用中，需要注意板材的均一性。
如果使用了玻纤布增强型PTFE材料，一定要考虑它是否存在空洞造成周期性变化的Dk，因此我们在制造此类型PCB时，选用“碳氢类树脂复合介质材料”，其具有优异的低介电常数和介电损耗等高频性能，以保证在不同频率下稳定的介电性能。
下表展示依据本发明中的方制造出的5G天线电路板的DK/DF测试结果，DK值控制在3.78+/-0.04，表现良好。
Figure BDA0002216923680000031
(2)线路制作使用全自动湿膜涂布机、全自动曝光机与显影+真空酸性蚀刻机，曝光能量为：7-9格，显影点：40-60％，蚀刻再过自动光学检测，使用这些设备与参数生产，能有效控制线宽的公差+/-0.02mm，此方法有效控制线宽公差，从而确保产品信号的稳定性。
(3)压合工艺的稳定性：使用专用的压板程式，控制材料升温整率在：3-5℃/min，炉内温度保证190℃持续60min，及较高的压力，增加填胶能力，此方法可有效控制板厚均匀性。
下表示出了本发明中的方法制造5G天线电路板时，电路板压合后板厚均匀性测试数据，设计板厚0.203mm，公差控制在+/-0.14mm，可见，压合后板厚均匀性表现良好。
sample A1 A2 A3 A4 B1 B2 C1 C2
panel 1 0.21 0.211 0.214 0.213 0.214 0.214 0.213 0.215
panel 2 0.205 0.209 0.208 0.205 0.211 0.213 0.217 0.215
panel 3 0.208 0.21 0.211 0.206 0.213 0.214 0.215 0.213
panel 4 0.207 0.211 0.213 0.214 0.214 0.214 0.213 0.216
panel 5 0.21 0.209 0.21 0.213 0.214 0.213 0.215 0.215
下表示出了本发明在压合时采用的工艺参数：
热板段数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
温度℃ 140 160 195 215 220 220 215 210 170
压力PSI 100 250 250 350 400 420 420 420 250
时间min 5 5 5 10 5 5 95 35 35
由于采用了上述技术方案，本发明采用低介电常数(3.78)、低介电损耗材料(0.003)，结合线路导电加工精度控制及压合工艺，制造出的5G天线电路板的频率可以达到77G，解决了信号和损耗问题。
本发明的特点在于：
(1)材料匹配性验证：材料要通过电子元件匹配，做信号仿真测试，要确信号在高频段时不会损失太多失真。
(2)线路制作需要控制导线的精确性：线路的加工精度要达到5％以内；
(3)压合工艺的稳定性。影响信号因素包括：介电常数、介电损耗、介质厚度一致、导线宽度、和导线厚度，其中，介电常数、介电损耗通过材料匹配得以保证，介质厚度一致通过压合保护，导线宽度通过线路制作时保证，导线厚度可通过线路制作时保证。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种5G天线电路板的信号传输损耗控制方法，其特征在于，包括：
芯板和半固化片均选用碳氢类树脂复合介质材料，且DK值控制在3.78+/-0.04，以保证在不同频率下稳定的介电性能；
采用全自动湿膜涂布机、全自动曝光机与显影+真空酸性蚀刻机制作线路，其中，曝光能量为7-9格，显影点40-60％，蚀刻再过自动光学检测，从而使控制线宽的公差被有效控制在+/-0.02mm，确保产品信号的稳定性；
压合工艺中控制材料升温整率为3-5℃/min，炉内温度保证190℃持续60min，及较高的压力，增加填胶能力，以有效控制板厚均匀性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，碳氢类树脂复合介质材料通过电子元件匹配，做信号仿真测试，以确信号在高频段的性能指标。
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