高频 PCB 因为其优异的信号传输性能，被广泛应用在通讯、雷达、卫星等领域。但是高频 PCB 的层压工艺，和常规 FR-4 板材的层压工艺相比，有很多特殊要求，要是按常规工艺来做，肯定会出问题。今天就跟大家聊聊高频 PCB 层压的那些 “门道”，这些都是我踩了无数坑才总结出来的经验。
首先，高频 PCB 的板材选择就很特殊，常用的有 PTFE（聚四氟乙烯）、罗杰斯、泰康利等材料。这些材料和常规 FR-4 板材相比，有两个显著特点：树脂流动度低、热膨胀系数高。这就决定了高频 PCB 的层压工艺，必须和常规板材区别对待。
第一个特殊要求：更高的压合温度和更长的保温时间。高频材料的树脂固化温度比 FR-4 高，比如罗杰斯 4350B 的固化温度是 180℃，而常规 FR-4 的固化温度是 170℃。而且高频材料的树脂固化反应速度比较慢，需要更长的保温时间来保证固化完全。我之前做过一个 20 层的罗杰斯高频板，一开始按常规 FR-4 的保温时间（60min）来做，结果树脂固化度只有 85%，达不到客户 95% 的要求。后来把保温时间延长到 120min，固化度直接涨到了 98%，完美满足客户需求。
第二个特殊要求：更精准的压力控制。高频材料的树脂流动度低，需要更大的压力才能让树脂充分流动，填充芯板之间的空隙。但是压力也不能太大，否则会导致板材的介电常数发生变化，影响信号传输性能。常规 FR-4 板材的压合压力是 2.0-3.0MPa，而高频板材的压合压力一般控制在3.0-4.0MPa。而且压力的施加要采用阶梯升压的方式，先施加 1.0MPa 的预压，让芯板和 PP 片紧密贴合，然后再逐步升到目标压力。这样可以避免压力突然增大，导致芯板移位或者铜箔变形。
第三个特殊要求：严格的环境管控。高频 PCB 对水汽非常敏感，哪怕是微量的水汽，都会导致层间出现气泡，而且会影响板材的介电性能。所以高频 PCB 的叠层和压合，必须在高洁净、低湿度的环境中进行。环境湿度最好控制在30%-40%，比常规 PCB 的环境湿度要求更高。而且 PP 片和芯板在使用前，必须进行严格的预烘处理，去除里面的水汽。比如 PTFE 材料的 PP 片，预烘温度要达到 150℃，预烘时间要在 2 小时以上，才能确保水汽被充分去除。
第四个特殊要求：更平整的压合工装。高频 PCB 对厚度均匀性和翘曲度的要求非常高，因为这些参数会直接影响信号的传输速度和阻抗一致性。所以压合时使用的钢板和垫板，必须有更高的平整度。常规 PCB 的钢板平面度误差允许在 0.05mm/m²，而高频 PCB 的钢板平面度误差必须控制在0.02mm/m²以内。而且垫板最好采用陶瓷垫板，因为陶瓷垫板的硬度高、变形小，能保证压力分布均匀。
第五个特殊要求：分层压合的工艺设计。对于层数较多的高频 PCB（比如 24 层以上），一般采用分层压合的方式，而不是一次性压合。因为一次性压合的话，板子中心的热量传导不充分，容易导致内层树脂固化不完全。分层压合就是先把板子分成几个单元，分别压合，然后再把这些单元压合在一起。这样可以保证每一层的树脂都能充分固化，而且层间对准精度也更高。
比如我之前做的 24 层雷达用高频板，就是采用了 “4+4+8+4+4” 的分层压合方式。先把内层的 8 层压合在一起，然后再和外层的 4 层单元压合，最后整体压合。这样做出来的板子，厚度均匀性控制在 ±3% 以内，翘曲度控制在 0.2% 以内，完全满足客户的严苛要求。
高频 PCB 的层压工艺，看似复杂，其实就是抓住 “材料特性” 这个核心，针对性地调整工艺参数。只要掌握了高频材料的树脂流动和固化规律，就能做出高品质的高频 PCB。
