超厚5G天线模块制作工艺研究分析

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

审核编辑：符乾江