超厚5G天线模块制作工艺研究

随着5g网络的快速发展，5g天线模块的需求越来越多，为满足其特殊性能，部分天线模块设计厚度已达到11.5mm以上；针对此类超厚板，在层压、钻孔、线路及cnc等工序均面临较大的技术瓶颈。本文从叠层设计优化入手，采用两次分压子部件并提前做好线路及表面处理，然后总压钻孔，再采用二次内定位成型等技术，有效实现了11.5mm超厚板的批量加工，满足了客户特种需求。
5g网络作为第五代移动通信技术，其最高理论传输速度可达每秒数10gb，这比目前4g网络的传输速度快数百倍；由于其高速率、低时延、低功耗的特点，未来将渗透到物联网及各行各业，与工业设施、医疗仪器、交通工具等深度融合，有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的多样化业务需求。同时随着5g网络时代的快速来临，其核心部件5g天线模块的需求也越来越多，为满足其特殊性能，部分天线模块设计厚度已达到11.5mm以上；针对此类超厚板，在层压、钻孔、电镀、线路及cnc等工序均面临较大的技术瓶颈。本文从叠层设计优化入手，采用两次分压子部件并提前做好线路及表面处理，然后总压钻孔、再采用二次内定位成型等技术，有效实现了11.5mm超厚板的批量加工，满足了客户特种需求。
超厚5g天线模块加工工艺分析
该产品的关键技术难点涉及5大块，包括：（1）超厚板盲埋孔＋背钻＋树脂塞孔技术；（2）超厚板层压技术；（3）超厚板二钻精度控制技术；（4）超厚板表面处理工艺；（5）超厚板外形加工技术。
针对这些难题，需要对产品结构优化以满足可制造性。客户设计线路为6层，使用4张高频材料对压，成品板厚为11.44mm，考虑到天线模块的设计指标，各层介质厚度无法降低。
客户原设计金属化通孔＋背钻，考虑到11.5mm超厚板压合后在沉铜／电镀／线路／蚀刻／阻焊等工序的困难度，经分析网络连接后，建议客户将原l36＋l13背钻取消，更改为l13＋l46盲孔互连，结构优化后两次分压厚度为6.7mm＋4.3mm，其电镀难度大大降低，且盲孔设计比背钻更利于高频信号传输，如下图1所示。考虑到总压后阻焊及表面处理制作困难，特将流程优化到分压后制作完成，即总压后无需再做阻焊及表面处理。
经上述工艺优化后，11.5mm天线模块加工基本有了可制造性。
图1 优化为两次盲孔分压再总压结构
产品制程设计
超厚板两次盲孔分压
对两次盲孔分压流程设计如下：
①盲孔l1／l3＋背钻＋树脂塞孔（使用x公司高速板材与高速pp，子部件板厚6.7mm）
流程：内层l10＋l23制作→l1／l3分压→钻孔→等离子→沉铜→一铜
背钻→树脂塞孔→内线酸蚀→内层蚀检
②盲孔l4／l6制作＋树脂塞孔（使用x公司高速板材与高速pp，子部件板厚4.3mm）
流程：内层l5／6常规流程制作→l4／l6分压→钻孔→等离子→沉铜→一铜
→树脂塞孔→内线酸蚀→内层蚀检
考虑到总压后整体板厚达到11.5 mm左右，在此厚度下制作阻焊及表面处理非常困难，为此特将流程优化到分压后／总压前制作完成，即总压后无需再做阻焊及表面处理。
此外层压的板边还要设计两组铆合定位孔，便于后续压板可进行精确对位，如下图2所示。
图2 板边两组铆合定位孔设计
总压前还要进行沉边处理，沉边后用8mm长度铆钉即可满足铆合要求。
①l1／3板厚6.7mm，从顶层长边沉边深度3.2mm，余厚3.5 mm。
②l4／6板厚4.3mm，从底层长边沉边深度2.3mm，余厚2.0mm。
完成总压后进行切片分析，可见切片层间偏移在4.0mil以内，符合客户要求，效果如下图3所示。
图3 总压后对位切片图

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