1 西安交通大学 电子与信息学部微电子学院
2 西安市微纳电子与系统集成重点实验室, 陕西西安 710049
均匀微带线是微带电路的基本结构, 建立微带线 PIM解析模型具有重要意义。本文基于受控源等效, 在微带线的集总电路等效模型中, 将微带线中的分布式寄生非线性 PIM源建模为二次受控电流源或电压源, 从而得到微带线 PIM电压和电流关系的传输矩阵表达式, 建立了寄生非线性机制的微带线 PIM解析计算模型; 并通过对比不同长度的镀镍微带线与不同浓度掺磷工艺镀镍微带线的传输互调与反射互调规律, 验证本文提出的 PIM传输矩阵方法的合理性。通过该模型提取了镍镀层在 0.71 GHz时的三阶相对磁导率非线性系数为 1×10-10 m2/A2。本文方法为进一步建立其他复杂结构微带电路 PIM模型提供了新思路。
无源互调 微带线 寄生非线性 相对磁导率非线性 覆铜板 Passive Intermodulation microstrip lines parasitic nonlinearity nonlinear relative permeability copper-clad laminate 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(7): 856
1 华南师范大学信息光电子科技学院，广东 广州 510006
2 力捷科激光科技股份有限公司，广东 广州 511450
针对当前纳秒激光刻蚀覆铜板盲孔普遍存在的孔底残胶（堵孔）、过蚀、侧壁损伤和后续处理工序繁琐等问题，提出了双激光同步刻蚀与清洗的技术，采用纳秒激光和纳秒匹配皮秒激光对覆铜板进行了一阶盲孔对比刻蚀试验。由试验结果得知，采用纳秒匹配皮秒激光在厚度为的覆铜板上刻蚀出了直径为、深度为（加工要求）、孔底粗糙度为、表面粗糙度为且侧壁无缩胶的盲孔。研究结果表明，双激光刻蚀与清洗覆铜板的工艺大幅度提高了加工精度和质量，获得了高品质盲孔，其中纳秒匹配皮秒激光在刻蚀深度（精准性）、洁净度、锥度和粗糙度方面均优于纳秒激光。
激光技术 双激光刻蚀 挠性覆铜板 清洗 盲孔 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1714005
1 厦门大学材料学院，厦门市电子陶瓷材料与元器件重点实验室，福建 厦门 361005
2 厦门爱谱生电子科技有限公司，福建 厦门 361101
针对紫外激光切割柔性覆铜板时出现焦黑碳化、过熔及过多能量损耗等问题，采用355 nm紫外纳秒激光切割机对49 μm厚聚酰亚胺双面无胶柔性覆铜板进行激光切割实验，通过预切割遍历参数以验证切割覆铜板的最小能量——临界切割能量。在此基础上，研究了切割参数对柔性覆铜板表面形貌、截面形貌、碳化程度、刻缝宽度以及表面和截面成分变化的影响。实验结果表明：激光切割速度、切割功率和重复切割次数对柔性覆铜板的切割质量具有重要影响，提升切割速度、保持适中的切割功率、降低重复切割次数能够获得切口光滑且无积碳的高质量、低功耗切割效果。由以上结果可得出本实验条件下的最佳工艺参数：切割速度为2000 mm/s，切割功率为12 W，重复切割次数为70次。本实验研究结果为实现柔性覆铜板的高质量、低能耗激光切割提供了工艺依据，而且该切割工艺可适用于柔性电路板、聚酰亚胺覆盖膜及补强板等通过激光切割成形的材料。
激光技术 紫外激光切割 柔性覆铜板（FCCL） 临界切割能量 工艺参数
1 1.河海大学 力学与材料学院, 南京 211100
2 2.东华大学 材料科学与工程学院, 上海 201620
在覆铜板绝缘层基体中添加导热陶瓷填料是提高其导热性能的一种有效方法。AlN是一种导热率高、绝缘性好的陶瓷填料, 但其易水解的性质限制了实际应用。此外, 相比于陶瓷填料-树脂基体复合材料体系, 有关填料填充型覆铜板产品性能的系统研究较少。本研究通过对AlN进行磷酸酸洗, 获得了抗水解性能优异的pAlN, 进一步研究了不同pAlN粒径和填充量对覆铜板导热性、剥离强度、介电性能和其他性能的影响。为了获得更有效的填料分布网络, 采取了不同粒径pAlN级配填充策略, 探究了多种级配方案对覆铜板性能的影响, 获得了最优级配和综合性能优异的覆铜板。在最优级配为pAlN-50 μm60%-5 μm5%时, 覆铜板绝缘层的热导率增大至0.757 W/(m·K), 相比纯树脂覆铜板提高160%, 具有优异的力学性能(剥离强度为1.012 N/mm, 弯曲强度为335 MPa)和介电性能(介电常数为4.499, 介电损耗为6.668×10-3), 同时吸水率低至0.53%。同时探讨了AlN填料在覆铜板应用中存在的问题和解决方法, 系统研究了不同填充方案对覆铜板绝缘层性能的影响, 对其实际应用具有指导意义。
氮化铝 导热填料 抗水解 级配填充 覆铜板 AlN thermal conductive filler hydrolysis resistance gradation filling copper clad laminate
针对FR-4覆铜板高精度微孔成形中传统机械打孔流程繁琐、精密化程度低等问题,采用飞秒激光对覆铜板进行单因素试验和正交试验,以入口直径、出口直径和锥度作为评判指标,探讨工艺参数对微孔质量的影响规律。结果表明,对微孔质量影响最大的因素为单脉冲能量,影响最小的因素为重复频率,最优工艺参数组合为:单脉冲能量29μJ,重复频率92kHz,脉冲个数2112,离焦量0.01mm。采用优化的工艺参数组后,可以对FR-4覆铜板进行高质量和高精度的打孔,实现快速、高效地制作印刷电路板。
激光技术 飞秒激光 FR-4覆铜板 打孔 微孔质量 中国激光
2020, 47(12): 1202008
针对传统电路板集成方式的局限性,提出基于飞秒激光的覆铜板线路成形技术。采用飞秒激光对覆铜板进行单因素实验和正交实验,结果表明,在激光功率、频率、扫描速度、扫描次数以及离焦量等因素中,扫描次数对刻蚀深度和表面粗糙度的影响最大,激光频率的影响最小;采用优化后的激光参数进行刻蚀,可以将表面铜层完全除去,得到高质量的刻蚀区域而不伤及底层基材。
激光技术 飞秒激光 覆铜板 刻蚀 电路 光学学报
2019, 39(12): 1214003
为了实现印刷电路板的短流程制作, 利用飞秒激光超短脉冲和超高峰值功率的特性, 对覆铜板进行了“选择性”和“无热影响”的刻蚀研究。利用正交试验法, 研究了平均功率、扫描速度、扫描次数、离焦量和线间距等参数对激光刻蚀质量的影响以及各参数的影响权重, 并求得最佳工艺参数。采用优化的激光参数, 可以在铜厚规格约为18 μm的覆铜板上刻蚀出深度为17.863 μm, 粗糙度为0.565 μm的底面光滑, 侧边平直且无热影响区的良好窗口, 实现表层铜完全刻蚀, 并保证环氧树脂基底的完整性。
飞秒激光 工艺参数 覆铜板 正交试验 刻蚀 femtosecond laser process parameters copper clad laminate orthogonal test etching
为了实现线路板的短流程制作, 采用飞秒激光对覆铜板进行刻蚀实验, 探索不同飞秒激光工艺参量(平均功率、扫描速度、扫描次数、离焦量)对刻蚀深度和底面粗糙度的影响。应用扫描电子显微镜、三维轮廓仪和能谱仪等检测技术对覆铜板刻蚀质量进行检测。结果表明: 由于正离焦的散焦光束和负离焦的聚焦光束的传播特征不同, 使得在同样离焦量的情况下, 负离焦作用到烧蚀面的激光能量更加集中, 加工深度更深。采用优化的激光参数, 可以在铜厚规格约为18 μm的覆铜板上刻蚀出深度为17.76 μm, 粗糙度为0.52 μm的良好窗口, 实现表层铜完全刻蚀, 并保证环氧树脂基底的完整性。
飞秒激光 优化参数 覆铜板 刻蚀 femtosecond laser optimized parameters copper clad laminate etching
华中科技大学 武汉光电国家实验室, 武汉 430074
为了研究不同纳秒激光工艺参量(波长、能量密度、扫描速率)以及铜层厚度对激光刻蚀覆铜板质量(包括刻蚀深度及加工面粗糙度)的影响, 采用50W的1064nm红外光纤激光器和10W的355nm紫外固体激光器对覆铜板进行了对比刻蚀实验。通过分析红外、紫外激光刻蚀覆铜板材料的作用机理并对比实验结果得知, 采用1064nm红外光纤激光作为激光光源时, 设置合适的刻蚀参量, 能在完全去除铜箔层的条件下, 最大限度地保证环氧树脂基底的完整性; 而采用355nm的紫外激光作为激光光源时, 因环氧树脂材料对紫外波段激光的高吸收率, 以及紫外激光对有机材料的光化学作用, 基底材料的损伤难以避免, 此外, 红外光纤激光具有较高的刻蚀效率。结果表明, 综合光纤激光器高稳定性和高集成度的特点, 若激光直接刻蚀技术被用于大规模覆铜板的工业加工中, 红外光纤激光将更具优势性。
激光技术 1064nm红外激光 355nm紫外激光 覆铜板 laser technique 1064nm infrared laser 355nm ultraviolet laser copper clad laminate
