Хибридни ламинати високе фреквенције захтевају равнотежу између високо{0}}преноса сигнала високе фреквенције, механичке чврстоће и контроле трошкова због интеграције подлога са различитим карактеристикама. Процес ламинирања, као кључна карика која одређује њен структурални интегритет и електричне перформансе, директно утиче на перформансе производа. Тренутно, уобичајени процеси ламинирања високо-мешовитим притиском плоча углавном укључују три типа: „традиционално ламинирање врућим пресовањем“, „вакумско ламинирање“ и „поступно ламинирање-по-“. Сваки од три типа процеса има свој фокус на процес, контролу притиска и температуре и сценарије прилагођавања. Неопходно је направити циљане изборе на основу комбинације подлоге, броја слојева и захтева за перформансама високофреквентне мешовите потисне плоче.
1, Посебни захтеви за процес ламинације високофреквентне хибридне потисне плоче
Основна контрадикција високо{0}}хибридних ламината са високом фреквенцијом лежи у „разлици у карактеристикама подлоге“ - коефицијент топлотног ширења, температура стакластог прелаза и топлотна проводљивост различитих подлога веома варирају. На пример, ЦТЕ ПТФЕ супстрата је много већи него код ФР-4. Ако процес ламинирања није правилно контролисан, могу се појавити проблеми као што су одвајање међуслојева, савијање и мехурићи; Истовремено, високо{7}}пренос сигнала захтева изузетно високу „међуслојну адхезију“ и „средњу униформност“. Неравномерна дистрибуција међуслојних празнина или лепкова може довести до повећаног губитка сигнала и утицати на ефикасност преноса. Стога, процес ламинације високофреквентних хибридних ламината треба да испуни три основна захтева: прво, прецизну контролу температуре и притиска како би се уравнотежиле разлике у деформацији различитих подлога; Други је да се осигура да нема мехурића или празнина између слојева, обезбеђујући конзистентност медијума; Треће је да се избегне деградација перформанси подлоге услед неправилних параметара процеса.
У контексту ове потражње, традиционални процеси једноструког ламинирања више нису у стању да се прилагоде сложености хибридних ламината високе{0}}е фреквенције. Логичке разлике између различитих процеса ламинације су у суштини компромис-између „компатибилности подлоге“, „стабилности перформанси“ и „ефикасности производње“.
2, Поређење уобичајених-процеса хибридног ламинирања високе фреквенције
Традиционални процес ламинирања врућом пресом: зрел и стабилан, погодан за конвенционалне комбинације
Традиционални процес врућег пресовања и ламинирања је једна од најранијих примена у области високо{0}}мешовитих потисних плоча високе фреквенције. Његова основна логика је да примени уједначен притисак и температуру кроз „машину за равну врућу пресу“ како би се растопио и развукао лепак између подлога, чиме се постиже међуслојно везивање. Процес ове технологије је релативно једноставан: прво сложите различите подлоге по редоследу, ставите их у машину за врућу пресу и држите их на подешеној температури (обично подешеној према Тг подлоге) и притиску током одређеног временског периода. Након што се лепак потпуно очврсне, охладите и одлепите.
Предности: Висока зрелост процеса, ниска цена опреме, висока производна ефикасност, погодна за високо{0}}мешане притисне плоче са малим разликама у комбинацијама супстрата. Захваљујући комплетном систему контроле притиска и температуре, могуће је масовно производити високо-мешовите плоче за притисак са средњим и ниским слојевима, а међуслојна сила везивања је стабилна, што резултира високом стопом приноса.
Недостатак: Лоша компатибилност са разликама у карактеристикама подлоге. Ако хибридна плоча-високе фреквенције садржи супстрате са великим ЦТЕ разликама, традиционални режим топлог пресовања „уједначеног температурног притиска“ може лако да изазове искривљење подлоге услед недоследне термичке деформације; У међувремену, током процеса врућег пресовања, тешко је потпуно уклонити ваздух између подлога, који могу да формирају ситне мехуриће између слојева и утичу на стабилност високо{2}}преноса сигнала.
Сценарији прилагођавања: Хибридни панели ниског до средњег слоја са високом фреквенцијом{0}}, са малим разликама у комбинацијама супстрата (као што је ФР-4 као главна компонента и локално упарен са подлогама са малим губицима), осетљиве на цену и средње фреквенције сигнала (као што је 1-10 ГХз), као што су бежични модули у конвенционалној индустријској електроници.
Процес вакуумског ламинирања: прецизна контрола гаса, погодна за подлоге велике потражње
Процес вакуумског ламинирања решава болну тачку „тешког издувавања“ код традиционалног врућег пресовања увођењем „вакумског окружења“ током процеса ламинирања. Извлачењем ваздуха из коморе за ламинацију, смањује се стварање мехурића између подлога и оптимизује ефикасност преноса температуре и притиска. Процес се карактерише постављањем наслага подлоге у вакуумску комору за ламинирање, прво усисавање до постављене вредности негативног притиска, а затим постепено повећање температуре и притиска како би се омогућило да лепак тече и очврсне у окружењу без мешања ваздуха. Током фазе хлађења, још увек се одржава одређени степен вакуума како би се избегло да ваздух поново уђе у међуслој током процеса хлађења.
Предности: Прво, има одличан ефекат издувних гасова и изузетно ниску међуслојну брзину мехурића, што може да обезбеди уједначеност медијума за високо-пренос сигнала и погодан је за високо-сценаријуме са високом фреквенцијом изнад 10 ГХз; Друго, дистрибуција температуре и притиска у вакуумском окружењу је уједначенија, што може смањити оштећење подлоге узроковано локалним неуједначеним притиском и има јачу компатибилност са ломљивим или ниским Тг подлогама као што су ПТФЕ и керамика; Треће, може се прилагодити више-слојним високофреквентним- плочама са мешаним притиском (више од 10 слојева) са мањим толеранцијама међуслојне дебљине.
Недостаци: Трошкови улагања у опрему су већи од традиционалног врућег пресовања, производни циклус је дужи (процеси екстракције вакуума и контроле притиска захтевају прецизну контролу ритма), а захтеви за заптивање вакуумске коморе су изузетно високи. Ако заптивање не успе, то може лако довести до грешака серије. Поред тога, за комбинације са значајним разликама у ЦТЕ између супстрата (као што су ПТФЕ и металне подлоге), још увек је тешко потпуно елиминисати ризик од савијања искључиво у вакуумском окружењу, а потребни су додатни материјали за амортизовање.
Сценарији прилагођавања: Високофреквентни хибридни панели, високе фреквенције сигнала (изнад 10ГХз), сложене комбинације супстрата (као што је ПТФЕ+керамика+ФР-4) и сценарији са строгим захтевима за квалитет међуслоја, као што су антенске плоче базних станица, модули за сателитску навигацију и радарске подлоге са милиметарским таласима у комуникационој опреми.
Процес ламинирања корак по корак: сегментирана контрола параметара, прилагођена екстремним разликама у подлози
Процес-по{1}}корак ламинације је прилагођени процес за „екстремне разлике у подлози“, а његова основна логика је „степена ламинација“ - која дели супстрате високо- хибридних плоча у неколико група према њиховим карактеристикама (као што је група са високим ЦТЕ, група са ниским ЦТЕ, одвојена група са ниским ЦТЕ). формирају "подлогу", а затим ламинирају супстрате заједно кроз оптимизоване параметре температурног притиска, постепено постижући спајање целокупне структуре. На пример, ПТФЕ супстрат се прво ламинира одвојено у подлоге (контролисано на нижој температури да би се избегла деформација), затим се ФР-4 супстрат ламинира са полуочврснутим лимом у другу подлогу, и на крају се две подлоге ламинирају под параметрима који су погодни за карактеристике обе стране.
Предности: Снажна компатибилност са разликама у карактеристикама подлоге, способна за руковање комбинацијама које је тешко прилагодити традиционалном врућем пресовању и вакуумском ламинирању (као што је ПТФЕ+метална подлога, керамика+ФР-4+полиимид); Имплементацијом сегментиране контроле температуре и притиска, оригинална својства сваке подлоге могу бити максимално заштићена, избегавајући деградацију подлоге узроковану једнократним-ламинирањем (као што је пуцање керамичких супстрата и одступање ПТФЕ диелектричне константе); У исто време, ламинација корак{4}}по{5}} може флексибилно да прилагоди процесне параметре сваке подлоге, што олакшава оптимизацију перформанси за локалне области као што су области преноса сигнала и области механичке подршке.
Недостаци: Висока сложеност процеса и строги захтеви контроле за производни процес (потребна је прецизна контрола толеранција димензија сваке подлоге да би се избегло неусклађеност током комбинованог ламинирања); Производни циклус је дуг и трошкови су високи, што није погодно за масовну производњу. Више се користи за прилагођене, мале серије високо{1}}високофреквентних- плоча мешовитог притиска.
Сценарији прилагођавања: Екстремне разлике у комбинацијама супстрата (као што је мешање супстрата са високим ЦТЕ и ниским ЦТЕ, мешање крхких и флексибилних супстрата), јаки захтеви за прилагођавање, врхунски{0}}сценари са малом серијском производњом, као што су специјалне комуникационе плоче у ваздухопловној индустрији, високо-дијагностички модули високе фреквенције и модули за дијагностику високе фреквенције и подлоге отпорне на индустријску опрему у медицинском окружењу.
3, Основна логика избора процеса: приоритизација захтева
Избор процеса ламинирања за високо{0}}хибридне ламинате високе фреквенције је у суштини приоритетно рангирање „захтева за перформансе, буџета трошкова и обима производње“:
Ако је приоритет цена, а комбинација подлоге је једноставна и фреквенција сигнала умерена, традиционално ламинирање врућом пресом је исплатив избор; Ако су перформансе приоритет, фреквенција сигнала је висока, а захтеви за квалитет међуслојних слојева су строги, чак и ако су трошкови високи, вакуумско ламинирање је и даље неопходан избор; Ако је компатибилност супстрата приоритет, суочавајући се са екстремним разликама у комбинацијама супстрата и прилагођеној производњи малих серија, ламинација корак{1}}по-је једино изводљиво решење.
Вреди напоменути да ће у стварној производњи неки произвођачи комбиновати предности три типа процеса за „мешовиту оптимизацију“, као што је прво ламинирање групе супстрата са највећом разликом у корацима, а затим компактирање спајања тренутних подлога кроз вакуумски слој како би се уравнотежила компатибилност и перформансе. Предузећа као што је Схензхен Зхонгианг Цирцуит, која су дубоко укључена у високо-поље високофреквентних штампаних плоча, такође ће прилагодити или оптимизовати процес ламинације у складу са специфичним потребама купаца (као што су фреквенција сигнала, комбинација супстрата и обим производње), обезбеђујући да високо{2}}високофреквентни хибридни циклуси испоручују захтеве за перформансе електричних циклуса и трошкове испоруке.