Le traitement de surface des circuits imprimés à haute fréquence est le processus essentiel pour garantir l'intégrité des signaux à haute fréquence-, qui doit être conçu autour des quatre exigences fondamentales : faibles pertes, faibles parasites, haute stabilité et résistance à la corrosion. Tout défaut de surface peut augmenter la perte d'insertion de plus de 0,5 dB, et même provoquer une défaillance de la transmission du signal haute fréquence. Voici les étapes de production détaillées et les principales considérations pour les processus courants de traitement de surface à haute fréquence :
Étapes de production du processus traditionnel de traitement de surface-à haute fréquence
1. Or à immersion chimique (ENIG, adapté aux scénarios 5-24 GHz)
Le processus complet : décapage et nettoyage → micro gravure → pré immersion → activation → nickelage chimique → immersion chimique dans l'or, impliquant 6 réservoirs chimiques et près d'une centaine de mesures de contrôle chimique.
Paramètres de base : épaisseur de couche de nickel de 5 à 10 μm, épaisseur de couche d'or de 0,05 à 0,1 μm, résistivité de 2,4 μΩ·cm, rugosité de surface Ra inférieure ou égale à 0,15 μm.
2. Placage d'argent chimique (convient aux scénarios d'ondes millimétriques de 24 à 60 GHz)
Processus complet : Double dégraissage → Micro gravure douce → Lavage à l'acide → Nettoyage à l'eau pure → Dépôt chimique d'argent → Revêtement de protection double couche. Le traitement protecteur doit être terminé dans les 30 minutes suivant le dépôt d'argent.
Paramètres de base : épaisseur de la couche d'argent de 2 à 5 μm, résistivité de 1,6 μΩ·cm, rugosité de surface Ra inférieure ou égale à 0,08 μm, épaisseur totale du revêtement protecteur inférieure ou égale à 0,3 μm.
3. Pâte à souder organique OSP (convient aux scénarios à faible coût-de 1 à 10 GHz)
Processus complet : dégraissage → micro gravure → lavage à l'acide → nettoyage à l'eau pure → revêtement organique → nettoyage et séchage, avec un temps de traitement inférieur ou égal à 2 minutes pour une seule planche.
Paramètres de base : épaisseur du film organique de 0,3 à 0,4 μm, résistivité conforme au cuivre (1,7 μΩ·cm), rugosité de surface Ra inférieure ou égale à 0,1 μm.
4. Placage chimique de nickel-palladium (ENEPIG, adapté aux scénarios de haute fiabilité tels que la communication par satellite)
Processus complet : élimination de l'huile avant traitement → micro-gravure précise → nickelage chimique → placage chimique au palladium → immersion dans l'or → post-traitement sous vide-, opéré dans un environnement à faible teneur en oxygène tout au long du processus.
Paramètres de base : couche de nickel 5-8 μm, couche de palladium 0,1-0,3 μm, couche d'or 0,05 μm, résistivité 2,2 μ Ω · cm, rugosité de surface Ra inférieure ou égale à 0,12 μm.
Précautions clés exclusives à haute fréquence
1. Contrôle strict de la rugosité de la surface
Une feuille de cuivre électrolytique à faible rugosité (Ra=0.08-0.12 μ m) doit être sélectionnée pour contrôler la rugosité du substrat à partir de la source.
Le processus de micro-gravure utilise une solution de micro-gravure douce (concentration de persulfate de sodium de 80 à 100 g/L), et la quantité retirée de la feuille de cuivre est strictement contrôlée à 0,3-0,5 µm pour éviter une micro-gravure excessive et une rugosité excessive.
Le produit final Ra doit être inférieur ou égal à 0,1 µm. Sous un signal de 10 GHz, la réduction de Ra de 0,3 μm à 0,1 μm peut réduire la perte de conducteur de 30 %.
2. Uniformité du revêtement et contrôle de l'impédance
Les PCB haute fréquence-de grande taille nécessitent l'ajout de bandes de guidage de 5 mm de large sur les bords pour éviter les écarts d'épaisseur de revêtement causés par la différence de débit entre les bords et le centre de la solution médicamenteuse.
Le placage chimique adopte un réservoir de placage rotatif (vitesse 5-10 tr/min) et la galvanoplastie adopte un processus de placage par impulsion pour contrôler l'écart d'épaisseur du revêtement à ± 10 % et éviter les changements brusques d'impédance.
Un écart excessif dans l'épaisseur du revêtement peut directement entraîner une diminution de la perte de réflexion de -20 dB à -15 dB, affectant sérieusement la qualité de la transmission du signal haute fréquence.
3. Processus de placage d'argent pour une protection antioxydante
Appliquez immédiatement un revêtement protecteur double-après le dépôt d'argent : la couche interne est un film organique dérivé du benzotriazole de 0,05 à 0,1 μm d'épaisseur, et la couche externe est un revêtement diélectrique à faible teneur en perfluoropolyéther avec un ε r inférieur ou égal à 2,2.
Le produit fini doit être emballé sous vide et stocké avec des dessicants, avec une température ambiante contrôlée à 25 ± 5 degrés et une humidité inférieure ou égale à 50 % pour éviter les surtensions de résistance de contact causées par l'oxydation de la couche d'argent.
Les plaques plaquées argent non protégées stockées à température ambiante pendant 3 mois augmenteront la résistance de contact de 8 m Ω à 30 m Ω, et la perte d'insertion à 28 GHz augmentera de 0,6 dB/100 mm.
4. Adhérence du revêtement et fiabilité du soudage
Le processus de pré-traitement doit garantir que la surface du panneau est exempte de taches d'huile et de couches d'oxyde. La résistance au pelage du revêtement après microcorrosion doit être supérieure ou égale à 0,8 N/mm pour éviter le détachement du revêtement après brasage par refusion.
La carte haute fréquence-doit être vérifiée par brasage par refusion à 260 degrés plus de trois fois, avec un angle de mouillage du soudage inférieur ou égal à 30 degrés et aucun problème virtuel de soudure ou d'écaillage du revêtement.
Il est interdit de toucher directement la surface du panneau traité à mains nues, car les résidus d'empreintes digitales peuvent provoquer une défaillance locale de l'adhérence du revêtement et une interruption de la transmission du signal.
5. Contrôle environnemental complet du processus
Toutes les concentrations de médicaments de traitement doivent être surveillées en ligne-en temps réel. Par exemple, dans le processus de dépôt d'or, la concentration d'ions or doit être contrôlée de manière stable entre 0,5 et 0,8 g/L pour éviter les fluctuations de la composition du revêtement.
Les paramètres de traitement de surface des différents substrats haute fréquence-(PTFE, composites d'hydrocarbures, etc.) doivent être adaptés séparément, et il est interdit de partager le même ensemble de paramètres de processus avec les cartes FR-4 ordinaires.
Le produit fini est soumis à des tests de perte d'insertion d'échantillonnage à 100 % pour garantir que l'incrément de perte d'insertion à 10 GHz est inférieur ou égal à 0,2 dB/100 mm, répondant ainsi aux exigences des scénarios de haute fréquence-.