微波PCB粘合方法的比较：设计人员需要知道的内容。

通常使用三种方法来粘合多层RF和微波PCB层压板，例如PTFE（Teflon）材料，双金属片以及AGC Nelco，Isola和Rogers的其他RF材料。这三种方法是：1.热塑性薄膜； 2.热固性预浸料；和3.直接粘合，通常称为“ 熔融粘合 ”。每种设计都有各自的优缺点，PCB设计人员和制造商需要了解它们的优缺点，以平衡成本和性能。

热塑性薄膜粘接

粘结膜设计为在加热和加压下“流入”层压板叠层，以封装蚀刻工艺后留在内层表面上的痕迹。这意味着该键本质上主要是机械键。几种热塑性粘合膜可用于印刷电路板应用，包括聚乙烯（PE），氯三氟乙烯（CTFE），氟化乙烯丙烯（FEP）和聚四氟乙烯（PTFE）。在过去40年中，这种材料的主要供应商包括Rogers和AGC Nelco。由于熔化这些材料所需的温度，热塑性粘结膜不太适合用于混合多层PCB。热固性材料的较低的热降解点可能导致这些材料氧化和分解。

必须考虑这些薄膜的转变（熔融）温度，以确保正确的材料与应用相匹配。聚乙烯的熔融温度最低，大约为190°F至250°F（88°C至121°C），具体取决于树脂的密度和分子交联度。CTFE约为193°C（380°F），这对于印刷电路板是不允许的，因为印刷电路板的制造工艺温度较高，例如热风焊锡流平（HASL）。FEP的转换点为260°C（500°F），并且能够处理热空气焊料流平温度。PTFE具有最高的转变温度，高于630°F（332°C），因此它将在随后的高温工艺中生存。

使用热塑性薄膜的主要优点是其低电损耗因子。PTFE多层pcb板以其出色的电性能而闻名，但是使用高损耗的基于环氧树脂的预浸料的混合结构将无法达到PTFE的目的。尽管特定的粘合膜可能与层压材料的介电常数不完全匹配，但是任何差异的影响通常都可以忽略不计，或者如果没有，则可以将电路板设计为允许差异。不利的一面是，热塑性薄膜粘结通常限于低层PCB，不适合顺序层压。

热固性预浸料粘结

热固性预浸料坯会由于热化学反应而硬化和固化，例如，这种反应会使环氧树脂的两种成分混合在一起时变硬，您可以在五金店购买。热固性预浸料也可以用填料增强，以提高最终产品的稳定性。

一旦硬化或“固化”，热固性材料通常会比热塑性材料硬。与热塑性材料不同，热固性材料仅经历一次热化学反应，并且不能像热塑性塑料一样重新熔化。在热固性预浸料固化之前，与热塑性薄膜相比，它们的保质期有限。

热固性预浸料的主要优点是具有制造顺序层压的印刷电路板的能力，产生更高层数的堆叠物的能力以及与混合结构中传统层压性能的更紧密匹配的能力。热固性预浸料的主要缺点是高的电损耗因子。

前两种方法需要额外的薄膜或预浸料，其功能类似于胶水，以将多层保持为一体。第三种方法利用热量和压力将材料基底层直接粘合成一件。

熔合

形成射频/微波印刷电路板的第三种方法是熔融粘合，其中通过极高的温度和精确控制的压力将各层连接在一起，而无需添加任何粘合材料。该方法具有其挑战，例如对层压夹具的附加控制，压力和升高的温度。但是，在正确的应用中，与热塑性和热固性粘合相比，性能的提高非常重要。熔融粘合的结果产生了完全均匀的介电常数结构，而不会因不同薄膜或预浸料的特性而导致失配。熔融键合在整个PCB封装中产生一个统一的介电常数值，这对于必须满足关键性能要求的高频应用很有帮助。

利弊比较

热塑性薄膜

优点

l良好至优异的损耗特性

l介电常数E r低于大多数热固性预浸料。接近纯PTFE

l纯各向同性材料

缺点

l顺序层压不是一个好的选择

l层压温度不适用于许多热固性预浸料

l钻孔性能差，可能会产生拖影

l不能去污或回蚀

热固性预浸料

优点

l符合Er 95及以上的热固性层压板的树脂体系和电性能

l优于热塑性粘合膜的CTE

l可以去污并通常回蚀

缺点

l各向异性材料

l在E不提供[R ≤2.94

l传统上，其损耗要高于热塑性树脂系统

熔合

优点

l最佳电气性能

lE r与相邻的层压材料几乎完美匹配

l可根据铜的厚度顺序层压

缺点

l除非使用PTFE粘合层，否则通常不适合粘合电镀的子组件

l层压周期长

l要求极高的层压温度≥700°F（371°C）

l与热固性树脂体系不兼容

结论

如您所见，在选择哪种方法适合特定应用时，必须考虑每种讨论的微波键合方法的优缺点。如开头段落所述，PCB制造商需要在选择最佳键合方法时充分理解这些特性，以平衡成本和性能。