隨著5G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,5G天線模塊的需求越來越多,為滿足其特殊性能,部分天線模塊設(shè)計(jì)厚度已達(dá)到11.5mm以上;針對此類超厚板,在層壓、鉆孔、線路及CNC等工序均面臨較大的技術(shù)瓶頸。本文從疊層設(shè)計(jì)優(yōu)化入手,采用兩次分壓子部件并提前做好線路及表面處理,然后總壓鉆孔,再采用二次內(nèi)定位成型等技術(shù),有效實(shí)現(xiàn)了11.5mm超厚板的批量加工,滿足了客戶特種需求。
5G網(wǎng)絡(luò)作為第五代移動通信技術(shù),其最高理論傳輸速度可達(dá)每秒數(shù)10Gb,這比目前4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍;由于其高速率、低時延、低功耗的特點(diǎn),未來將滲透到物聯(lián)網(wǎng)及各行各業(yè),與工業(yè)設(shè)施、醫(yī)療儀器、交通工具等深度融合,有效滿足工業(yè)、醫(yī)療、交通等垂直行業(yè)的多樣化業(yè)務(wù)需求。同時隨著5G網(wǎng)絡(luò)時代的快速來臨,其核心部件5G天線模塊的需求也越來越多,為滿足其特殊性能,部分天線模塊設(shè)計(jì)厚度已達(dá)到11.5mm以上;針對此類超厚板,在層壓、鉆孔、電鍍、線路及CNC等工序均面臨較大的技術(shù)瓶頸。本文從疊層設(shè)計(jì)優(yōu)化入手,采用兩次分壓子部件并提前做好線路及表面處理,然后總壓鉆孔、再采用二次內(nèi)定位成型等技術(shù),有效實(shí)現(xiàn)了11.5mm超厚板的批量加工,滿足了客戶特種需求。
超厚5G天線模塊加工工藝分析
該產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)涉及5大塊,包括:(1)超厚板盲埋孔+背鉆+樹脂塞孔技術(shù);(2)超厚板層壓技術(shù);(3)超厚板二鉆精度控制技術(shù);(4)超厚板表面處理工藝;(5)超厚板外形加工技術(shù)。
針對這些難題,需要對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化以滿足可制造性??蛻粼O(shè)計(jì)線路為6層,使用4張高頻材料對壓,成品板厚為11.44mm,考慮到天線模塊的設(shè)計(jì)指標(biāo),各層介質(zhì)厚度無法降低。
客戶原設(shè)計(jì)金屬化通孔+背鉆,考慮到11.5mm超厚板壓合后在沉銅/電鍍/線路/蝕刻/阻焊等工序的困難度,經(jīng)分析網(wǎng)絡(luò)連接后,建議客戶將原L36+L13背鉆取消,更改為L13+L46盲孔互連,結(jié)構(gòu)優(yōu)化后兩次分壓厚度為6.7mm+4.3mm,其電鍍難度大大降低,且盲孔設(shè)計(jì)比背鉆更利于高頻信號傳輸,如下圖1所示??紤]到總壓后阻焊及表面處理制作困難,特將流程優(yōu)化到分壓后制作完成,即總壓后無需再做阻焊及表面處理。
經(jīng)上述工藝優(yōu)化后,11.5mm天線模塊加工基本有了可制造性。
圖1 優(yōu)化為兩次盲孔分壓再總壓結(jié)構(gòu)
產(chǎn)品制程設(shè)計(jì)
超厚板兩次盲孔分壓
對兩次盲孔分壓流程設(shè)計(jì)如下:
①盲孔L1/L3+背鉆+樹脂塞孔(使用X公司高速板材與高速PP,子部件板厚6.7mm)
流程:內(nèi)層L10+L23制作→L1/L3分壓→鉆孔→等離子→沉銅→一銅
背鉆→樹脂塞孔→內(nèi)線酸蝕→內(nèi)層蝕檢
②盲孔L4/L6制作+樹脂塞孔(使用X公司高速板材與高速PP,子部件板厚4.3mm)
流程:內(nèi)層L5/6常規(guī)流程制作→L4/L6分壓→鉆孔→等離子→沉銅→一銅
→樹脂塞孔→內(nèi)線酸蝕→內(nèi)層蝕檢
考慮到總壓后整體板厚達(dá)到11.5 mm左右,在此厚度下制作阻焊及表面處理非常困難,為此特將流程優(yōu)化到分壓后/總壓前制作完成,即總壓后無需再做阻焊及表面處理。
此外層壓的板邊還要設(shè)計(jì)兩組鉚合定位孔,便于后續(xù)壓板可進(jìn)行精確對位,如下圖2所示。
圖2 板邊兩組鉚合定位孔設(shè)計(jì)
總壓前還要進(jìn)行沉邊處理,沉邊后用8mm長度鉚釘即可滿足鉚合要求。
①L1/3板厚6.7mm,從頂層長邊沉邊深度3.2mm,余厚3.5 mm。
②L4/6板厚4.3mm,從底層長邊沉邊深度2.3mm,余厚2.0mm。
完成總壓后進(jìn)行切片分析,可見切片層間偏移在4.0mil以內(nèi),符合客戶要求,效果如下圖3所示。
圖3 總壓后對位切片圖
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