【经验】Rogers陶瓷填充PTFE复合材料中吸附的化学物质预防和去除加工指南

2019-02-10 Rogers

RT /duroid®6000系列,RO3000®系列和RO3200™系列高频层压板是聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,含有较大体积分数(>50%)的陶瓷填料颗粒。RT / duroid 6002,RO3000系列和RO3200系列层压板的高填充特点,使其具有低Z轴热膨胀系数(CTE),出色的电镀通孔可靠性,且平面CTE与铜紧密匹配达到良好的尺寸稳定性。RT / duroid 6006和6010中的填料使其具备高介电常数且能够缩减电路尺寸。

材料的高填充量也易存在约5%体积的多孔性。复合材料中的微孔似乎存在于填料与PTFE的界面,甚至用扫描电子显微镜也无法在横截面中检测到。由于PTFE的低表面能和经处理的陶瓷填料,使微孔不会导致高吸水性。然而,低表面张力液体如有机溶剂和载有表面活性剂的水溶液是可以渗透到微孔里的。


由于PTFE和陶瓷填料对大多数加工化学存在化学惰性,因此液体吸收只是填充微孔,不会改变这些层压板的物理性质。然而,在板子进行高温加工之前(例如层合操作,Sn / Pb回流焊等),必须将渗透到复合材料中的挥发物去除掉。在接触过加工化学后也应立即彻底冲洗,确保在烘烤零件时不会留下非挥发性溶解物质。


挥发物去除

在高温流程(例如层合或回流焊)之前未能去除挥发物会导致电介质起泡或分层。已发现以下烘烤处理可消除进行高温流程期间挥发物的相关问题。


烘烤基本指南

1、层合之前。层合前,待层合的内层板在真空或氮气300°F条件下烘烤至少半小时。如果板子是在高压灭菌器中压合,烘烤流程可在压合流程前。

2、化学沉铜之前。化学沉铜前,板子在真空或氮气300°F条件下烘烤至少1小时。这是烘烤的关键,因为一旦多层板边缘和机械特性被化学镀铜覆盖,从市售的钠蚀刻剂中吸收的乙二醇醚或来自冲洗的醇是很难去除的。

3、在回流焊之前。在回流焊或热风整平(HASL)前,板子在真空或氮气300°F条件下烘烤至少2小时。烘烤后,涂上助焊剂后停留时间不超过30秒,如果需要重新加工,则必须重复上述烘烤处理。

在氮气净化袋中烘烤板材时,需要将袋子中氮气流出以确保袋中的挥发物被除去。 类似地,在使用真空袋时必须小心,确保真空管路不会被装袋材料堵住。如果挥发物残留在袋中,当板材冷却时,它们会凝结在板材上。这就明显降低烘烤的有效性。如果烤箱未预热,应加建议的烘烤时间使烤箱达到温度。


介电污染

接触加工化学后未能充分冲洗这些层压板有时会导致电介质污染或增加介质损耗。通过尽量减少接触含有非挥发性成分的低表面能溶剂并利用合理的冲洗流程来防止这些问题。例如,不允许将板材浸泡在蚀刻剂中的时间超过蚀刻所需时间。此外,在蚀刻加工后,板材必须立即冲洗。


防止介电污染的基本指南

1、尽量减少接触含有非挥发性成分的低表面能溶剂。

2、经常倾倒冲洗来防止非挥发性物质的残留。

3、如果电介质表面接触到低表面能水溶液或含有非挥发性物质的水溶性有机溶液,需立即将板材浸泡在70°F热蒸馏水中15分钟。

4、如果电介质表面接触到含有非挥发性物质的水不溶性溶剂中,需立即将板材浸泡在水溶性有机溶剂(如甲醇,乙醇或异丙醇)中15分钟,然后在热蒸馏水中浸泡15分钟。

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  • 鄗立恒 Lv8. 研究员 2019-02-10
    学习了。
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