【技术大神】添加陶瓷填料的PTFE多层板与FR4加工流程对比

2016-08-23 技术大神活动文章

添加大量陶瓷填料的PTFE板材
1)没有玻璃布增强:RO3003,RO3035,RO3006,RO3010, RT6002,RT6035HTC,RT6010
2)有玻璃布增强:RO3203,RO3206,RO3210,RT6202,TC350TC600,AD300,AD600AD1000


PTFE树脂体系的优缺点
优点:
 电性能优异(Dk=2.1, Df=0.0009)
 化学惰性,不可溶解,表面能量低(20-25 dyne/cm,通常FR4是50-60 dyne/cm)
 稳定的耐热性


缺点:
化学惰性
 低的弹性模数
 高的热膨胀系数(100 to 150 ppm/C)


陶瓷填料的优缺点
优点:
 介电常数范围广(从3.0 到10.2),可以调节板材整体的介电常数
控制热膨胀系数(CTE)


缺点:
 研磨
 多孔性
 影响机械加工性
 


玻璃布的优缺点
优点:
 增加了水平面的机械加工性
 改善了对位


缺点:
 Z方向的热膨胀系数变大
孔壁残留纤维丝
 


PTFE板材与FR4的加工流程对比


 

        


内层加工
1)注意事项:
 尽量避免机械方式磨板,机械外力作用会引起板材变形,前处理需要采用化学清洗的方式;另外,运输和放置时注意清洁台面和板面,防止凹坑、凹点的产生。

 生产过程中取放板时,建议用手动方式,避免自动装置造成折痕问题。

 取板时,禁止拿一个板边或板角,建议双手拿板的两个平行对边。

 堆叠放置时,板与板之间需要用软的垫子隔开,如ROGERS随板出货的隔离纸,并控制叠板高度。

 对于薄的PTFE材料在通过水平线时,需要辅助工具来支撑,防止打折、变形、卡板等。

 铜箔蚀刻之后禁止任何机械磨刷或摩擦PTFE介质表面,保护介质表面蚀刻后的粗糙度。

 


2)内层铜面氧化处理
 根据粘结片的类型选择合适的氧化处理

 Fusion Bond:微蚀或Bondfilm

3)多层板叠合前清洗/烘烤添加陶瓷填料的PTFE芯板

 根据氧化层能承受的温度进行烘烤,推荐100-125度/1-2小时


压合
1)蚀刻后的内层芯板不需要额外处理(如Plasma),禁止机械磨刷
2)确保基材表面蚀刻后铜牙转印的粗糙度不被破坏
3)保留工具孔周围的铜,减少工具孔的变形
4)叠板前内层芯板要烘烤,确保足够干燥
5)根据粘结片的类型选择合适的压合参数
6)热塑型粘结片要求在热压机里充分冷却
7)根据成本和性能去选择粘结片


钻孔
1)保守的钻刀寿命:与所选粘结片有关
2)1OZ内层铜:增加内层连接处的厚度、更好的机械支撑、有助于冷却
3)铜/粘结片/PTFE的排列顺序:钻削都是向上排出;哪些材料会产生钻污?哪些钻污能被除掉?
4)孔分类:先钻功能孔,后钻接地孔和屏蔽孔

 

 


镀铜前孔壁处理
1)金属钠处理纯PTFE板材
 浸泡時間:5分钟

 用溶剂/热水彻底清洗

 125°C/120分钟烘烤

2)Plasma活化
 对PTFE的活化效果:He > H2/N2 > N2

 腔体要预热到90度

孔壁活化之后到化学沉铜的停留时间越短越好,建议控制在8小时以内


防焊油墨
1)RO3000系列,RT6000系列和TC系列的板材在前处理之前建议做烘烤,125°C/1-2小时。
2)前处理用化学方式,禁止任何机械磨刷。
3)印油墨前确保板面干燥。


外形加工
1)双刃上螺旋锣刀

 200-300 SFM

 2.0-2.5 Mil/Rev橫向进刀量

 寿命20-30英尺

2)酚醛盖板

 在板和板之间加牛皮纸,可以改善板边毛刺

3)硬的垫板

 底板上先预锣通道,产生空气对流,有利于排削。
 

 

按如下方式正反方向各铣一次,能清洁板边毛刺。
 


多孔性
1)较多的填充颗粒导致多孔性,体积比约3%-5% 多孔性

2)纯PTFE有很强的憎水性

3)PTFE材料吸水率很低<0.1%

4)有陶瓷填料的PTFE材料容易吸收表面张力低的溶液,如溶剂、清洁剂、油等
 

 

 

 

5)需要将PTFE芯板进行清洗和烘烤:
 在以下流程前压合、沉铜、防焊

 在过高温流程之前HASL, Reflow

 烘烤条件:125°C/ 1-2小时


6)尽可能减少在某些湿流程的化学药水中的浸泡时间:
 少于30秒的钠化处理
 涂上助焊剂后停留时间不超过30秒
 最好使用酸性助焊剂

 

作者:罗杰斯 吴云龙

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评论(9

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全部评论

  • 宇宙星神 Lv6. 高级专家 2018-07-13
    Rogers 6010.2LM和6002两种陶瓷基材料区别在哪里?两种材料的性能如何?
    • 139******00_世强回复:Rogers这两款材料都是基于陶瓷,但是介电常数差异很大,6002的介电常数为2.94 而6010.2LM则高达10.7 。其他详细情况请参考https://www.sekorm.com/doc/40533.htmlhttps://www.sekorm.com/doc/180674.html

      查看全部3条回复

  • 黑色幽默2017 Lv6. 高级专家 2018-09-16
    对比很深入
  • 宇宙星神 Lv6. 高级专家 2018-07-13
    很好
  • 小蛮大人 Lv8. 研究员 2018-05-06
    大神666
  • 简单Ae Lv5. 技术专家 2018-01-24
    学习了
  • 超越时空 Lv3. 高级工程师 2017-12-29
    学习
  • 每天学习一点点儿 Lv8. 研究员 2017-12-27
    学习一下
  • 183******35 Lv6. 高级专家 2016-08-24
    学习了,材料上的东西应该多学学
  • BATI Lv7. 资深专家 2016-08-23
    写得很深人
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