一、基材預處理：高頻穩定性的分子級調控

基材的微觀狀態直接決定高頻信號的傳輸質量，預處理工藝需實現從分子層面到宏觀結構的精準管控。

1. 激光裁切應力控制

高頻基材（如 PTFE、LCP）對機械應力極為敏感，傳統裁切方式會破壞材料微觀結構，而激光裁切通過能量精準控制實現 “無損加工”。

? 機械裁切：邊緣呈鋸齒狀（粗糙度 Ra＞2μm），樹脂分子鏈斷裂導致介質損耗（Df）增加 0.0015，相當于 28GHz 頻段每米信號損耗增加 0.8dB；

? 激光裁切：通過 355nm 紫外激光（PTFE 基材最佳吸收波段）實現熔融切割，邊緣平滑（Ra=0.3-0.5μm），信號散射降低 40%，Df 穩定性提升至 ±0.0005 以內。

工藝控制要點：

? 激光能量密度：8-12J/cm2（低于 8J/cm2 易產生毛邊，高于 12J/cm2 會導致基材碳化）；

? 切割速度：100-150mm/s（匹配能量密度實現 “切割 - 冷卻” 平衡）。

2. 等離子體活化機理

基材表面的有機污染物會導致銅箔結合力下降，等離子體處理通過物理轟擊與化學改性雙重作用實現 “分子級清潔”。

▌ 氧氣等離子體作用機制：

1. 物理轟擊：高能粒子剝離表層 10-20nm 污染物，表面微觀粗糙度從 0.1μm 增至 0.3μm（增強機械咬合力）；

2. 化學改性：在基材表面生成 - COOH、-OH 等極性基團，與銅箔的界面化學鍵合能提升 30%。

實測數據：處理后銅箔剝離強度從 1.0N/mm 提升至 1.5-1.8N/mm，經 1000 次冷熱循環（-40℃~125℃）后，結合力衰減率＜5%（傳統工藝＞15%）。

二、線路成型：征服毫米波的微米戰爭

毫米波信號（28GHz+）的傳輸路徑對物理尺寸極為敏感，線路成型工藝需實現 “微米級精度、納米級光滑度”。

1. 激光直寫成像（LDI）技術演進

LDI 技術通過激光直接在感光層上繪圖，擺脫傳統網印的精度限制，成為毫米波線路的核心成型方案。

核心優勢：30μm 線寬下，特征阻抗（50Ω）偏差可控制在 ±2Ω 內，確保 77GHz 信號反射損耗≤-25dB（傳統工藝≤-18dB）。

2. 階梯蝕刻的流體力學優化

傳統蝕刻易導致線路側壁過度腐蝕，形成 “倒梯形” 輪廓，成為毫米波信號的 “反射源”，階梯蝕刻通過流體力學優化實現垂直側壁。

■ 傳統蝕刻缺陷：

? 單槽強酸蝕刻（如 FeCl?溶液）導致側壁角度＜70°，線路邊緣出現 “鼠咬” 缺陷（深度＞2μm）；

? 77GHz 信號在缺陷處的反射增加 2dB，相當于探測距離縮短 15%（雷達場景）。

■ 階梯蝕刻工藝改進：

1. 預蝕刻：采用弱堿性蝕刻液（Cu 溶解速率 1μm/min），去除表面 1/3 銅層，保留主體輪廓；

2. 精蝕刻：微噴淋系統（壓力 0.15MPa，噴嘴間距 5mm）形成均勻流場，控制側壁腐蝕速率。

SEM 檢測結果：獲得 85°±3° 垂直側壁，邊緣粗糙度 Ra≤0.1μm，77GHz 信號反射降低至 0.5dB 以內。

三、層間互聯：三維信號通道的零誤差構建

多層高頻板的層間互聯需解決 “寄生參數最小化、結構可靠性最大化”，核心工藝聚焦激光鉆孔與真空壓合。

1. 激光鉆孔的熱管理突破

PTFE 等高頻基材的耐高溫性差（＞300℃易碳化），激光鉆孔的熱影響區（HAZ）控制是關鍵。

? 行業痛點：傳統納秒激光鉆孔溫度＞500℃，孔壁碳化層厚度達 2μm，導致過孔阻抗偏差＞10%；

? 我司解決方案：

? 采用 15ps 脈沖激光（短脈寬減少熱累積），熱影響區壓縮至 5μm2 以內；

? 實時氮氣冷卻（流速 20L/min），鉆孔過程中基材表面溫度≤200℃。

2. 真空壓合的多物理場控制

層間氣泡和錯位會引入寄生電容，真空壓合通過流變學調控實現 “無縫結合”。

工藝階段映射：

? 階段①（80℃）：施加 0.3MPa 低壓力，利用樹脂低粘度（η=500Pa?s）實現充分流動，填充線路間隙；

? 階段②（180℃）：加壓至 1.2MPa，樹脂粘度驟降（η=50Pa?s），擠出殘留氣泡（真空度≤-0.098MPa）；

? 階段③（降溫段）：維持 0.8MPa 壓力至 80℃，抑制基材與銅箔的熱收縮差異（CTE 匹配誤差≤5ppm/℃）。

四、表面處理：納米界面的信號守衛戰

表面處理層是高頻信號與外部器件的 “接口”，需兼顧低接觸電阻與環境耐受性，ENIG（化學鎳金）工藝是主流選擇。

ENIG 工藝的化學動力學優化

通過鍍液成分調整細化鎳層結晶，降低高頻信號的界面損耗。

微觀改進：鎳層結晶粒度從 120nm 細化至 80nm，表面粗糙度 Ra 從 0.2μm 降至 0.1μm；

高頻性能：28GHz 頻段插損降低至 0.25dB/cm（傳統工藝 0.4dB/cm），插拔壽命從 500 次提升至 1000 次。

五、測試體系：從實驗室到實戰場景的閉環

高頻板性能需通過多維度測試驗證，構建 “材料 - 工藝 - 性能” 的閉環管控。

介電性能測試方法論對比

我司方案：采用諧振腔法（來料）+ 微帶線法（成品）雙校準，全頻段 Dk 測量精度控制在 ±0.03 以內。

環境可靠性測試矩陣

■ 溫度循環：-55℃（30min）→ +125℃（30min），1000 次循環后線路電阻變化率≤5%；

■ 濕熱老化：85℃/85% RH 環境放置 1000h，介電常數變化≤0.05；

■ 振動測試：20G RMS（10-2000Hz），持續 6 小時，無焊點脫落、層間開裂；

■ 失效判定標準：電阻變化＞5% 或 分層面積＞1mm2 即判定為失效。

微波高頻板的工藝突破，本質是對電磁場與材料微觀結構相互作用的精準掌控。當激光裁切將邊緣粗糙度控制在 0.3μm，當鎳層結晶粒度從 120nm 細化至 80nm，當層間錯位壓縮至 5μm—— 這些微觀世界的進步，正構筑起 6G 萬兆速率與雷達厘米級精度的物理基礎。