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高周波PCB製造：技術とアプリケーションの説明

2024-07-17記者: SprintPCB

1. 高周波PCBの定義

高周波PCBとは、高周波（300MHz以上または波長1メートル未満）およびマイクロ波（3GHz以上または波長0.1メートル未満）用途で使用される特殊な回路基板を指します。これらの基板は、マイクロ波基板上に標準的なリジッドPCB製造方法、または特殊なプロセスを使用して製造されます。一般的に、高周波PCBは1GHzを超える周波数を持つものと定義されます。科学技術の急速な進歩に伴い、マイクロ波周波数（> 1GHz）やミリ波アプリケーション（> 30GHz）向けに設計されるデバイスが増えています。この傾向により、PCB基板にはより高い性能が求められます。例えば、ベース材料には優れた電気特性と化学的安定性が求められ、周波数の上昇に伴う信号損失が最小限に抑えられる必要があるため、高周波PCB材料の重要性が高まっています。

2.高周波PCBの用途

2.1 移動体通信製品 2.2 パワーアンプおよび低雑音アンプ 2.3 電力分配器、カプラ、デュプレクサ、フィルタなどの受動部品 2.4 自動車衝突回避システム、衛星システム、無線システム高周波エレクトロニクスのトレンドは拡大しています。

3. 高周波PCBの種類

3.1 粉末セラミック充填熱硬化性材料

A. メーカー:

ロジャースコーポレーション：4350B/4003C アーロン：25N/25FR タコニック：TLGシリーズ

B. 処理方法：

FR4 (エポキシ樹脂/ガラス繊維) プロセスに似ていますが、材料がより脆く、割れやすく、穴あけやフライス加工中に特別な取り扱いが必要となり、工具寿命が 20% 短くなります。

3.2 PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）材料

A. メーカー:

Rogers Corporation: RO3000 シリーズ、RT シリーズ、TMM シリーズ Arlon: AD/AR シリーズ、IsoClad シリーズ、CuClad シリーズ Taconic: RF シリーズ、TLX シリーズ、TLY シリーズ Taixing Microwave: F4B、F4BM、F4BK、TP-2

B. 処理方法：

1. 切断：

傷やへこみを防ぐためにフィルムで素材を保護します。

2. 掘削：

最良の結果を得るには、新品のドリルビット（標準130番）を使用し、パネルを1枚ずつ穴あけし、40psiの圧力で加圧してください。アルミシートで覆い、1mm厚のメラミンパッドでPTFEボードをクランプしてください。穴あけ後は、エアガンで穴に残った粉塵を吹き飛ばしてください。最も安定したドリルマシンを使用し、最適なパラメータを設定してください（穴が小さいほど、ドリル速度を速くし、チップ負荷を低くし、リトラクション速度を遅くする必要があります）。

3. 穴の処理：

金属化を促進するためのプラズマ処理またはナフタレンナトリウム活性化。

4. PTH銅めっき：

マイクロエッチング後（20マイクロインチで制御）、PTHラインの脱脂タンクから処理を開始します。必要に応じて、予定のタンクから2回目のPTHパスを実行することもできます。

5. はんだマスク：

酸洗浄による前処理を行い、機械的な擦り洗いは避けてください。前処理後、90℃で30分間焼成し、ソルダーレジストを塗布して硬化させます。焼成は3段階に分けて行い、80℃、100℃、150℃でそれぞれ30分間行います。油の付着が見られる場合は、ソルダーレジストを剥離して表面を再活性化することで手直ししてください。

6. フライス加工：

回路面に保護紙を貼ったPTFE基板を、エッチング処理した銅フリーFR-4またはフェノール樹脂製ベースボード（厚さ1.0mm）で挟んで重ねます。ミリング加工後、基板と銅表面を傷つけないよう、手作業でエッジのバリを丁寧に除去し、硫黄フリーペーパーで層を分離して検査を行います。高周波PCB製造

4. プロセスフロー

1. NPTH PTFEボードの処理フロー：

切断 → 穴あけ → ドライフィルム → 検査 → エッチング → エッチング検査 → はんだマスク → シルクスクリーン → 錫メッキ → 成形 → テスト → 最終検査 → 梱包 → 出荷

2. PTH PTFEボードの処理フロー：

切断 → ドリリング → 穴あけ処理（プラズマまたはナフタレンナトリウム活性化） → 銅蒸着 → 電気メッキ → ドライフィルム → 検査 → パターンメッキ → エッチング → エッチング検査 → はんだマスク → シルクスクリーン → 錫メッキ → 成形 → テスト → 最終検査 → 梱包 → 出荷

5. 高周波PCB処理における課題

1. 銅蒸着：ホール壁への銅の密着性確保が困難。2. パターン転写、エッチング、線幅制御：線幅ギャップとサンドホールの管理。3. ソルダーマスク工程：ソルダーマスクの密着性確保と気泡抑制。4. 表面処理：様々な工程における傷防止のための厳格な管理。SprintPCBは、高周波PCB業界のリーディングプロバイダーです。高度な製造技術と高品質の材料により、高周波アプリケーションにおいて卓越した性能と信頼性を保証します。モバイル通信機器、車載システム、その他あらゆる高周波エレクトロニクスの開発において、SprintPCBはお客様のニーズに合わせたソリューションを提供します。

高周波 PCB に SprintPCB を選ぶ理由

最先端技術：最新の技術と設備を駆使して高周波PCBを製造し、優れた性能を保証します。専門知識：当社の専門家チームは、高周波材料とプロセスの取り扱いにおいて豊富な経験を有しています。品質保証：厳格な品質管理体制により、すべてのPCBが最高水準を満たしていることを保証します。カスタムソリューション：お客様のプロジェクトの特定の要件に合わせてカスタマイズ可能なソリューションを提供します。当社の高周波PCBソリューションの詳細については、SprintPCBをご覧ください。高周波アプリケーションにおける卓越した性能の実現を当社がどのようにサポートできるかをご覧ください。

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1. 高周波PCBの定義

2.高周波PCBの用途

3. 高周波PCBの種類

3.1 粉末セラミック充填熱硬化性材料

A. メーカー:

B. 処理方法：

3.2 PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）材料

A. メーカー:

B. 処理方法：

1. 切断：

2. 掘削：

3. 穴の処理：

4. PTH銅めっき：

5. はんだマスク：

6. フライス加工：

4. プロセスフロー

1. NPTH PTFEボードの処理フロー：

2. PTH PTFEボードの処理フロー：

5. 高周波PCB処理における課題

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