【选型】用于高频多层PCB的粘结材料选型及不同材料的性能分析

时间： 2018-04-02 来源：Rogers

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在高频多层PCB应用中，使用不同的粘结材料对于材料电气性能的影响不同，而用于粘结高频多层膜的材料配方也可能具有很大差别。许多粘结材料是玻纤增强的，也有几种常用的粘结材料不是编织玻纤增强的。非增强的粘结材料通常是热塑性聚合物薄膜，而编织玻纤增强粘结材料通常是热固性，且常使用特殊填料来提高高频性能。

在层压时，热塑性粘结材料需要达到熔化温度才能实现多层电路层之间的粘结。这些材料也可以在多层粘合之后重新熔化，然而重新熔化会导致分层，这也是通常需要避免其重新熔化的原因。层压熔化温度和需要注意的再熔化温度随着热塑性粘结材料的类型而变化，其中再熔化温度通常是层压之后需要关注的，例如焊接等使电路暴露于高温下的工艺。

Rogers公司推出了多层高频PCB中常用的热塑性非增强粘结材料，例如Rogers 3001（425°F熔化，350°F再熔化）、CuClad 6700（425°F熔化，350°F再熔化）和DuPont Teflon FEP（565°F熔化，520°F再熔化）粘结膜。由于考虑分层，再熔化温度一般低于初始熔化温度，而在再熔化温度下，材料足够柔软以分层。在层压期间的初始熔化温度下，材料处于其最低粘度，该最低粘度允许材料在层压过程中能够在多层间湿润并流动以获得良好的粘附性。从不同材料的温度可以看出，3001与CuClad 6700粘结材料适用于未暴露于高温（例如焊接）的多层。假设焊接温度控制在再熔温度以下，DuPont Teflon FEP材料可用于将要进行焊接的多层。然而，一些制造商并不具备达到初始熔化温度的能力。

然而在热塑性非增强粘结材料中有一个例外，那就是Rogers公司的2929粘结片，它是非增强的，但它不是热塑性材料，而是一种热固性材料。热固性材料不具有熔化和再熔化温度，但其具有固化温度（在层合期间）和由于分层考虑而应避免的分解温度。2929粘结片的层压温度为475°F，分解温度远远超出无铅焊接温度，所以对于大多数高温情况而言，它在多层粘结后具有稳定性。

这些粘结材料的电性能如下：Rogers 3001（Dk=2.3，Df=0.003），CuClad 6700（Dk=2.3，Df=0.003），DuPont Teflon FEP（Dk=2.1，Df=0.001）和2929（Dk=2.9，Df=0.003）。

还有一种粘结材料是玻纤增强粘结材料，通常是编织玻璃纤维布、树脂和一些填充物的组合。层压的PCB制造参数会根据粘结材料构成的不同而产生很大差异。一般来说，高度填充填料的半固化片通常在层压期间具有少得多的横向流动，如果半固化片将被用于构建具有空腔的多层，那么这些高度填充的半固化片可能是不错的选择；但若是半固化片要粘结的内层具有较厚的铜，则可能难以与这种低流动的半固化片进行较好层压。

通常用于高频制造的玻纤增强半固化片有两种，分别是RO4450B和RO4450F半固化片（Dk=3.5，Df=0.004）。这些材料的加工参数与FR-4相似，然而它们在高频下具有非常好的电气特性。这些材料负载很高，层压时横向流动较小，它们是高Tg热固性材料，对于无铅焊接或其他高级工艺而言非常稳定。

总而言之，在设计用于高频应用的多层PCB时，存在各种折衷，制造方面须与电气性能一起考虑。

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