【经验】高频PCB线路板加工中PIM管控技术:基板原材料、线路设计、PCB加工过程及其他组件干扰的管控

2019-09-06 鸿运通

无源互调(Passive Inter Modulation,PIM) 高功率微波效应的一种,通过不同的耦合途径进入电子系统,由于其大功率特性,使传统的无源线性器件产生较强的非线性效应,部件和系统的非线性特性也会变得更加明显,导致更为严重的PIM问题,进而影响整个系统的性能。产品PIM性能受材料、工艺、结构设计、表面处理、装配等多方面的因素影响,鸿运通小编从以上几个方面分下高频PCB线路板加工中PIM管控技术。


一.基板原材料管控

1.  使用进口玻璃布,专门制作PTFE高频特殊信号要求的布种(2116,1080,106)使用纱支直径较小的玻璃纤维布

2.  使用进口铜箔VLP无锌铜箔,该铜箔要求生产厂家均特殊处理,表面处理剂不含有磁性物质化学元素(铁镍等物质)

3.  表面光滑平整,无气泡、无杂质。产品尺寸均匀、各项物理化学性能稳定,适温范围大,优良的耐化学腐蚀性、阻燃性、绝缘性,吸水率低,低磨擦系数

4.  在调配胶液与上胶时,使用不锈钢槽桶,安装高吸附的磁力柈进行各种含铁类物质48小时全部吸附

二.线路设计管控

高频PCB设计注意地方:

1.    传输线线宽-----传输线线宽设计基于阻抗匹配理论

2.    內層銅厚與最小線寬線距对照表,其制作线路需要针对光绘机的精度及蚀刻能力进行线路的补偿制作,保证蚀刻均匀性

3.    高压高频线应圆滑,不得有尖锐的倒角,拐弯也不得采用直角(原经验135°为佳)

4.    导线公差管控±8%乾膜

 

 

三. PCB加工过程管控

1.等离子

用PLASMA处理钻孔后清洁,孔壁与表面的处理;Sodium-Etch钠处理,处理前先过化学清洗,清洗铜面,清洁后产品,务必放置无酸环境中,避免氧化后阻焊异常。

2.蚀刻

蚀刻线,线速1.3m/min,扇形喷嘴,压力1.8-2.0kg/cm2,设备装置需保证喷嘴的密度,这样有效解决水池效应的蚀刻不均匀现象蚀刻液(禁止使用含磁性铁物质的药水)过滤装置及打气装置,保证蚀刻液的新鲜度(再生系统)最佳蚀刻因子,使用喷淋蚀刻时,上喷和下喷差别较大,应选择下喷,如这是因为,如果选择上喷,即喷头向下,蚀刻应喷至板面,蚀刻液停留时间较长在垂直蚀刻的同时向两侧蚀刻。而下喷当蚀刻液喷向板面时即刻落下,溶液交换的速度快,永远有新溶液喷向板面,减少了侧蚀的机会,侧蚀较小。

蚀刻系数越高,至少要≥3以上,侧蚀量越少,信号越好,蚀刻均匀性达到95%以上使用VLP铜箔制作的基板蚀刻后PIM的良率比HD铜箔制作的高,良率可达95%以上

3.曝光

平行曝光机、光绘曝光机,功率5千瓦汞氙短弧灯,曝光均匀性95%以上,曝光能量7满8残(21级曝光尺),真空度>700mmHg,激光内圆筒式光绘机的精度8000DPI(很高的解析度、容易聚焦、能量集中绘制的底片边缘整齐、反差大、不虚光)对位精度误差≤0.002mm,激光光源为6328um

4.电镀

全板电镀准确控制各种药水添加,达到最大效果

附设阴极浮架,药水的循环,提供电镀均匀性

 阴极成15度夹角摆动,电镀槽体电机震动装置,提供了精细线路及小孔径的电镀质量

使用高电流密度,可加速沉积的速度

保证槽体表面的清洁度,浮游的杂质会反粘板子影响互调

禁止混排(不同料号搭配一起)电镀,影响均匀性

5.化锡

化锡槽上面需保证清洁度,不允许铁锈掉落槽中,化锡表面无锡须对线路基板铜面无腐蚀 保持锡面的洁净度,无污染,发雾发黑,无金属物成份(锌、铝、镉)在拿放和处理板子应戴橡胶或乳胶手套,避免板面氧化,锡面使用无硫纸间隔保证锡面的厚度均匀性及平整度

注:各制程制作的等待时间8小时处理完成,务必保证铜面的新鲜度

 

 四、其他组件干扰的管控

RF路径中任何组件都可能产生PIM干扰,包括天线,天线公用器,双工器,避雷器,电缆和连接器,此外,当天线系统大功率辐射时,松动的机械连接和生锈的表面,也会产生PIM的干扰

1.    射频线缆组件的设计选定,接触需牢固与可靠

2.    线缆的连接器使用磁导率较小(u<1.15)的金属材质,不允许使用铁镍材质,且不允许会氧化

3.    线缆的加工使用成熟的三元合金工艺,且连接器的尺寸控制精度要高

4.    线缆装配连接器过程应该注意清理杂质污垢,如残留的焊剂或材料加工的颗粒等

5.    线缆老化,及松动,其他器件的质量异常均是干挠互调异常因素


以上为PIM管控的注意事项,建议客户试制实验板,从基板开始到每站做完测试一下PIM,后再调整制程参数,整个流程测试完毕后将SOP规定制作 线路导体的表面粗糙度愈平坦对讯号传输愈有利使用磁导率较小(u<1.0)的材质或药液进行加工,及其板材板面氧化进行管控 表面粗糙度程度:表面的不平整会导致电极不能平行排列,电极间不能形成直线的直流电场,产生误差。


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  • maomao Lv8. 研究员 2019-09-06
    学习了~~~
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