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【摘 要】本文主要根据实际生产对以金属基高频板的加工工艺及生产过程中的重点孔金属化的解决方案进行了论述。
【关键词】高频铝基板；CAM/CAD；焦磷酸预镀铜；成型加工
新一代移动通讯、云计算等新信息技术的发展、LED产业的异常火热驱使系统的主频在不断地提高，信号传输速度高速增长。混合集成电路的高频电路板作为微波载体以其频带宽、传输速度快，容量大，保密性好，系统更加紧凑等优点成为高科技电子产品不可或缺的重要部分。而特种高频板，尤其是金属铝基高频板以其强度高、散热好、接地性能优良的特点更被广泛应用于混合集成电路、大功率电气设备和电源设备中。本文将以具有代表性的铝基高频板的选材及制作工艺进行探讨，以求为业界同仁提供参考。
一、 高频铝基板的结构及选料
铝基板是一种金属和非金属的混合体，介质层为PTFE和Cetamic混合体。通常介质层厚度为80～150um之间。介质太厚，导热性能差，太薄易击穿。所以，选材的关键指标是介质层导热系数及击穿电压。
二、高频铝基板的工艺流程
2.1 下料
由于高频铝基板在国内仍处于试制阶段，能做到介质厚度均匀，介电常数稳定尚需时日，所以大多数仍使用进口板材，规格300mm*300mm左右，故应整板加工，避免造成翘曲，破坏保护层，造成后序工序报废。
2.2 CAM/CAD及钻孔
图形制作时，在图形以外放3﹡￠3.2mm定位标靶和4﹡￠1.0mm对位标靶，作为后序对位基准。根据铜箔厚度和板内图形要求，对板内孔、线条适当加以补偿，并做开窗处理。（见表1）
钻孔时控制进刀量为0.3mm/rev～0.5mm/rev ，主轴转速控制在4000～5000rpm，其余均按正常钻孔工艺进行。钻孔过程中，应适当加皂化液（一种由基础油、乳化剂、耦合剂组成的混合体）冷却刀具，采用此种皂化液不仅可有效地降低刀具温度，起到保护刀具的作用，而且易清洗，可有效防止刀具带上碎屑和铝粉。
2.3 一次等离子处理
用等离子体处理机处理钻孔腻污，清洁孔壁。
2.4 浸锌合金
由于铝层易与后序溶液中的NaOH反应，腐蚀铝基板，污染溶液，故需采用浸锌合金工艺进行前期处理。
浸锌合金工艺流程如下：（见图2）
2.5 预镀铜
用偏中性的焦磷酸镀铜工艺进行预镀铜，电流密度为1.0A/ d㎡～1.5 A/ d㎡ ，电镀时间40min～50min，镀铜厚度15um以上。
2.6 二次等离子处理
激活钻孔孔壁介质材料活性，提高孔金属化一次交验合格率。
2.7 孔金属化、全板电镀
铝基板的孔金属化和全板电镀加工的工艺流程如下：（见图3）
在进行加工时，注意控制刷板压力，防止孔边缘严重磨损。同时，通过增加振动和加大板与板之间的距离来赶出孔内气泡，避免因气泡造成的孔内无铜等不良因素。
板子孔化完毕后，应检查板内所有孔壁呈粉红色、无发黑和空洞。背光级数要求8级以上。
全板电镀按印制板常规工艺加工。
2.8 图形转移
图形转移常用工艺有贴干膜和丝印湿膜两种工艺。贴干膜工艺是借助于热压辊的压力使粗糙的铜面与干膜中的黏合剂作用粘合，但由于铝的高热导效应，使铝基板的传热速度较快。故贴膜时应适当降低传动速率，否则易造成贴膜不紧，从而导致后序的质量报废。丝印湿膜是通过丝网漏印的工艺来完成，故其更适合铝基板的加工。
湿膜印刷的网目控制在160～200目，烘烤温度控制在70℃～80℃之间，烘烤时间15～25min。
2.9 图形电镀、蚀刻
图形电镀和蚀刻、退锡工序的加工和普通双面板相同。如有镀金要求，蚀刻时应注意PH值的控制，应取工艺上限，以此保障镀金层的光亮度。同时，各水洗槽液位应高于各药水槽液位，防止药水被带入后序槽液。
2.10 表面涂覆
铝基板如要求涂覆锡铅合金，可采用热风整平工艺，操作过程应适当延长浸锡时间，并做好铝基板背面的防划伤处理。
2.11 外形加工
铝基板如样品或小批量在生产时，可采用专用PCB铣床加工外形。因专用PCB铣床是针对 FR-4材料加工的，其冷却系统不尽完善。加工时，应加酒精予以冷却，并采用双刃铣刀，每次下刀深度不超过0.5mm，以利于排屑。外形锣带全部采用逆时针走刀，内槽锣带采用顺时针走刀方式制作。采用循环锣两次的方法进行加工，注意第二次精修时用全新锣刀。如批量大时，建议采用模具加工。
三、 结论
通过以上新工艺研发，解决了铝基板生产孔金属化的关键问题。近年来，我公司采用以上工艺批量加工的高频铝基板，工艺操作性良好，产品合格率达到96%以上，各项技术指标能够满足客户需求。产品在高频发射机、大功率电源、LED照明等产品上进行应用，得到了客户的一致好评。
【关键词】高频铝基板；CAM/CAD；焦磷酸预镀铜；成型加工
新一代移动通讯、云计算等新信息技术的发展、LED产业的异常火热驱使系统的主频在不断地提高，信号传输速度高速增长。混合集成电路的高频电路板作为微波载体以其频带宽、传输速度快，容量大，保密性好，系统更加紧凑等优点成为高科技电子产品不可或缺的重要部分。而特种高频板，尤其是金属铝基高频板以其强度高、散热好、接地性能优良的特点更被广泛应用于混合集成电路、大功率电气设备和电源设备中。本文将以具有代表性的铝基高频板的选材及制作工艺进行探讨，以求为业界同仁提供参考。
一、 高频铝基板的结构及选料
铝基板是一种金属和非金属的混合体，介质层为PTFE和Cetamic混合体。通常介质层厚度为80～150um之间。介质太厚，导热性能差，太薄易击穿。所以，选材的关键指标是介质层导热系数及击穿电压。
二、高频铝基板的工艺流程
2.1 下料
由于高频铝基板在国内仍处于试制阶段，能做到介质厚度均匀，介电常数稳定尚需时日，所以大多数仍使用进口板材，规格300mm*300mm左右，故应整板加工，避免造成翘曲，破坏保护层，造成后序工序报废。
2.2 CAM/CAD及钻孔
图形制作时，在图形以外放3﹡￠3.2mm定位标靶和4﹡￠1.0mm对位标靶，作为后序对位基准。根据铜箔厚度和板内图形要求，对板内孔、线条适当加以补偿，并做开窗处理。（见表1）
钻孔时控制进刀量为0.3mm/rev～0.5mm/rev ，主轴转速控制在4000～5000rpm，其余均按正常钻孔工艺进行。钻孔过程中，应适当加皂化液（一种由基础油、乳化剂、耦合剂组成的混合体）冷却刀具，采用此种皂化液不仅可有效地降低刀具温度，起到保护刀具的作用，而且易清洗，可有效防止刀具带上碎屑和铝粉。
2.3 一次等离子处理
用等离子体处理机处理钻孔腻污，清洁孔壁。
2.4 浸锌合金
由于铝层易与后序溶液中的NaOH反应，腐蚀铝基板，污染溶液，故需采用浸锌合金工艺进行前期处理。
浸锌合金工艺流程如下：（见图2）
2.5 预镀铜
用偏中性的焦磷酸镀铜工艺进行预镀铜，电流密度为1.0A/ d㎡～1.5 A/ d㎡ ，电镀时间40min～50min，镀铜厚度15um以上。
2.6 二次等离子处理
激活钻孔孔壁介质材料活性，提高孔金属化一次交验合格率。
2.7 孔金属化、全板电镀
铝基板的孔金属化和全板电镀加工的工艺流程如下：（见图3）
在进行加工时，注意控制刷板压力，防止孔边缘严重磨损。同时，通过增加振动和加大板与板之间的距离来赶出孔内气泡，避免因气泡造成的孔内无铜等不良因素。
板子孔化完毕后，应检查板内所有孔壁呈粉红色、无发黑和空洞。背光级数要求8级以上。
全板电镀按印制板常规工艺加工。
2.8 图形转移
图形转移常用工艺有贴干膜和丝印湿膜两种工艺。贴干膜工艺是借助于热压辊的压力使粗糙的铜面与干膜中的黏合剂作用粘合，但由于铝的高热导效应，使铝基板的传热速度较快。故贴膜时应适当降低传动速率，否则易造成贴膜不紧，从而导致后序的质量报废。丝印湿膜是通过丝网漏印的工艺来完成，故其更适合铝基板的加工。
湿膜印刷的网目控制在160～200目，烘烤温度控制在70℃～80℃之间，烘烤时间15～25min。
2.9 图形电镀、蚀刻
图形电镀和蚀刻、退锡工序的加工和普通双面板相同。如有镀金要求，蚀刻时应注意PH值的控制，应取工艺上限，以此保障镀金层的光亮度。同时，各水洗槽液位应高于各药水槽液位，防止药水被带入后序槽液。
2.10 表面涂覆
铝基板如要求涂覆锡铅合金，可采用热风整平工艺，操作过程应适当延长浸锡时间，并做好铝基板背面的防划伤处理。
2.11 外形加工
铝基板如样品或小批量在生产时，可采用专用PCB铣床加工外形。因专用PCB铣床是针对 FR-4材料加工的，其冷却系统不尽完善。加工时，应加酒精予以冷却，并采用双刃铣刀，每次下刀深度不超过0.5mm，以利于排屑。外形锣带全部采用逆时针走刀，内槽锣带采用顺时针走刀方式制作。采用循环锣两次的方法进行加工，注意第二次精修时用全新锣刀。如批量大时，建议采用模具加工。
三、 结论
通过以上新工艺研发，解决了铝基板生产孔金属化的关键问题。近年来，我公司采用以上工艺批量加工的高频铝基板，工艺操作性良好，产品合格率达到96%以上，各项技术指标能够满足客户需求。产品在高频发射机、大功率电源、LED照明等产品上进行应用，得到了客户的一致好评。