PTFE微波高多层电路板工艺

文章摘要：②刀具选择刀具我们选用如下直径为试验刀具：Ф0.5mm,Ф1.0mm, Ф1.5mm, Ф2.0mm, Ф3.0mm,Ф3.2mm, Ф4.5mm。④测试方法钻完孔后，高压水洗两次，用25倍强光下放大镜观察孔内情况，进行判断记录后，沉铜电镀。然后用25倍放大镜观察孔内情况。最后作切片观察钻孔情况。并通过考察缠绕钻头情况和钻头磨损情况确定钻刀使用最大孔数。对最终确定参数的孔电镀后作5次若冲击试验，确定其可靠性。3.2 孔化-电镀由于PTFE材料极性小，不易和别的材料结合，因此沉铜困难，需要想办法沉上铜；同时，由于钻孔时肯定会留下未切断的纤维和树脂以及树脂粘在孔壁上的纤维等钻污，所以需要去钻污。针

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　　②刀具选择
　　刀具我们选用如下直径为试验刀具：
　　Ф0.5mm,Ф1.0mm, Ф1.5mm, Ф2.0mm, Ф3.0mm,Ф3.2mm, Ф4.5mm。
　　④测试方法
　　钻完孔后，高压水洗两次，用25倍强光下放大镜观察孔内情况，进行判断记录后，沉铜电镀。然后用25倍放大镜观察孔内情况。最后作切片观察钻孔情况。并通过考察缠绕钻头情况和钻头磨损情况确定钻刀使用最大孔数。对最终确定参数的孔电镀后作5次若冲击试验，确定其可靠性。
　　3.2 孔化-电镀
　　由于PTFE材料极性小，不易和别的材料结合，因此沉铜困难，需要想办法沉上铜；同时，由于钻孔时肯定会留下未切断的纤维和树脂以及树脂粘在孔壁上的纤维等钻污，所以需要去钻污。
　　针对PTFE材料和FR-4的区别我们主要集中在去钻污(去除孔壁钻污和其粘连的纤维等杂物)和确保沉铜的可靠性。
　　由于PTFE材料沉铜较为困难，目前采用三次沉铜三次电镀方式进行沉铜电镀。需要对沉铜次数进行评估，确定满足可靠性要求的最少沉铜次数。
　　多层板需要PLASMA作去钻污和活化处理，以保证PTH的可靠性。
　　由于PTFE材料较软，电镀时，在电镀槽中的摆动易使板折坏或使板的可靠性下降。采用薄板夹具装夹电镀。
　　3.3 阻焊－整平（化金）
　　PTFE材料本身和油墨结合力很小，由于PTFE材料芯板压合时，在表面涂覆了一层活化层以保证和铜箔的结合力。蚀刻后，该活化层可保证PTFE和油墨的结合力，但该活化层曝露在空气中，很快因氧化而失效。因此蚀刻完成后，应立即完成阻焊印制，以免表面活化层失效，而导致油墨和板面结合力不好。需要对蚀刻后，到油墨印制完成的时间长短进行评估。
　　另外一种工艺方法是用PLASMA对蚀刻后的PTFE材料表面进行活化处理，不用控制时间。
　　影响油墨结合力的因素还有机械力损伤，如磨刷，刮伤，撞击等，因此阻焊前处理用微蚀方法。
　　由于PTFE材 料的孔壁状况不是很好，且第一次沉铜电镀孔壁会留下孔壁破洞，孔壁内会残留液体，因此在阻焊后固化，是第一次温度较高的烘烤，可能出现在高温下，液体汽化太快导致孔口起泡及其它现象。初步确定用分段逐级升温方法。对于后固化参数要进行评估。同样道理，我们对整平前烘板处理的参数也要通过试验进行确定。
　　通过试验确定化学镍金后的烘板参数。由于化金后，烘板时间太长，可焊性较差，烘板时间不够，回流焊可能出现分层起泡，因此需要对烘板参数进行评估。
　　3.3.1 评估蚀刻后到油墨印制时的时间间隔
　　蚀刻后，分别等6小时，8小时，12小时，16小时，24小时，36小时开始印制油墨。烘板后，观察表面是否有起泡等现象。同时用3M胶带，测试油墨结合力。确定可靠的间隔时间。
　　3.3.2 确定油墨后固化参数
　　试验油墨后固化参数。
　　3.3 PTFE多层板
　　以上问题解决后，多层板的难度主要集中在过程控制，层压，钻孔，沉铜－电镀。多层板目前在压合参数试验上基本完成，钻孔问题比较大。没有PLASMA，沉铜－电镀危险较大。现将阶段性的结果简述如下。
　　3.3.1 压合参数
　　a.压合情况
　　由于PTFE粘结片的压合温度较高，开始我们担心压机问题，压合最高温度设为220℃，同时供应商提供压力参数也较小（700～1400Kpa）。根据以上参数我们设计的参数压合结果：两次压合的剥离强度均不到0.4N/mm；同时升温速率过慢。
　　直到我们将起始温度调整到190℃，最高温度调为228℃（高温段实际温度将达到235℃），并将牛皮纸减到12张（8张2次，4张一次），且压力 调高到2500Kpa后，剥离强度才达到1.2N/mm以上（TACONIC为1.6N/mm,Neclo为1.27N/mm）。
　　该次压合，热冲击5次后，孔口粘结片均内部出现分层现象，但可以接受，PTFE芯板孔壁状况良好，非孔区域状况良好。10次热冲击后，分层现象严重，裂缝较长，非孔区域也出现分层现象。5次和10次热冲击NECLO的分层现象比TACONIC严重，我们初步选择TACONIC的HT1.5作为多层板的粘结片，但是在后续试验中我们还需要继续对该两种材料一起考察。
　　235℃的温度基本上是压机的一个极限，因为我们发现同样的参数在不同的BOOK之间压合升温速率不一样，最大相差达8分钟。因此正式生产时，每层放的板不能太多，要确定每层最多能放板的数量。

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