PCB科技 - PTFE線路板加工技術介紹

PTFE線路板加工技術介紹

微波高 多層電路板 科技

隨著微波領域頻率的不斷提高，採用聚四氟乙烯多層板作為微波器件，採用高速背襯聚四氟乙烯多層板科技，實現了12層聚四氟乙烯多層板模型。

實驗設計1模範要求DK=3.0，Df=0.0023（10G Hz），厚度3.7mm，階梯槽結構，兩層對齊+/-0.01mm。

1.1基板選擇

1.1.1板材分類板材可分為5類：

1、PTFE+玻璃布。 工作性差。

2、PTFE+無紡布玻璃布。 良好的可加工性。

3、PTFE+陶瓷填料的加工效能最好。

4、PTFE+玻璃布+陶瓷填料。 效能略優於純PTFE加玻璃布的加工效能。

PTFE粘合片分為：PTFE粘合片、BT包裹PTFE預浸料、PTFE半固態。 根據型號的效能要求以及資料的效能和價格，我們做出如下資料選擇：芯板是最難加工的PTFE+玻璃布和PTFE+玻璃布+陶瓷填料PTFE粘結片。

1.1.2板材特性

a、物理化學效能PTFE資料具有優异的電效能和良好的化學穩定性。 其介電常數較低，且介於兩者之間，隨頻率的變化不明顯，1G和10G的介電常數基本上沒有變化，所以這裡常用的是我們主要應用這種效能。 添加陶瓷填料後

b、加工特性PTFE板材的加工效能非常差。 資料柔軟，壓制時幾乎沒有PTFE流動膠。 PTFE資料本身存在以下問題：製作片材時，填充物與玻璃纖維浸漬後的玻璃纖維之間的粘結力小，膠流量小，沒有相互粘結力，囙此容易在玻璃上鑽孔

1、TFE資料本身極性低，基板與銅箔之間的結合力差，基板與玻璃布之間的結合力差，印刷阻焊板也比較困難，板材不耐機械衝擊。 PTFE和玻璃

2、材質柔軟，材質柔軟，易變形，玻璃纖維和銅箔支撐小，加上問題1。 鑽孔時易受機械力變形，玻璃纖維切割效果不好，不易一次切割，PTFE也容易產生未切割的PTFE鑽屑。

c、聚四氟乙烯粘接板簡介聚四氟乙烯粘接板：一種透明的熱塑性粘接板，厚度一般為1.5mil、3.0mil。 電介質2.3，電介質損耗是指壓制溫度在220攝氏度以上，有較少的膠水流動，容易有不流動的膠水。

1.1.3資料選擇結果根據樣品要求和試驗要求，我們從供應商A、B、C中選擇資料進行試驗，覈心DK=2.5～3.5。

樣品資料為DK=3.0（10GHz），Df=0.0023（10GHz）。

2因素分析

從資料的特性可知，PTFE多層板加工中的主要問題集中在壓制、鑽孔和油墨印刷。

針對以上問題，我們進行了以下實驗方法設計。

3工藝方法設計

3.1鑽孔。 由於資料相對柔軟，玻璃纖維相對柔軟，囙此容易產生毛刺。 囙此，有必要添加一種相對堅硬的特殊PTFE資料。 鑽孔速度小（需通過實驗確定。

由於玻璃纖維之間沒有樹脂粘合，囙此在沒有切割的情况下，彼此之間沒有鑽孔。 容易生產未切割的玻璃纖維，電鍍形成電鍍結節。

同時，PTFE資料相對較軟，PTFE資料可能會留在孔壁上而不被切割。

由於蓋板和墊板上的樹脂在高溫下會粘附在孔壁上， 它還將部分鑽屑（PTFE）。由於每種PTFE資料的包裝、玻璃布的選擇等不同，每種資料可能會有所不同。鑒於上述分析，我們將主要關注墊罩的選擇、鑽井參數測試、鑽頭類型

a、選擇襯墊蓋現時，理想的襯墊蓋使用酚醛樹脂資料。 這種板材比較硬，但酚醛樹脂

b、參數測試

1、測試方法測試人員首次測試資料的鑽孔參數，無法更準確地瞭解資料的鑽孔特性。 根據單個鑽孔進給量（速度和進給量綜合參數），以PTFE的鑽孔參數為基準。 根據經驗和理論分析，删除了一些概率較小的參數組合。

在此基礎上，在此方向上執行更大範圍的參數組合。 測試完成後，在此小範圍內進行參數組合，以確定更準確的參數。 2、工具選擇工具我們選擇以下直徑作為測試工具：Ð？0。 5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、3.0mm、3.2mm、4.5mm。

4、試驗方法鑽孔後，用高壓水沖洗兩次，在25倍强光下用放大鏡觀察孔內，用25倍放大鏡判斷孔內。 最後，通過調查纏繞鑽頭的情况和鑽頭的磨損情况，製作一個剖面來觀察鑽孔情况，並確定鑽頭使用的最大孔數。 最後5次衝擊試驗，確認其可靠性。

3.2孔隙率電鍍由於PTFE資料極性小，不易與其他資料結合，很難沉銅，有必要找到一種方法。 同時，鑒於PTFE資料與FR-4的不同，鑽孔必然會留下未切割的纖維、樹脂和樹脂粘附在孔壁上，囙此我們主要關注去鑽孔（去除孔壁鑽孔及其粘附），並確保沉銅的可靠性。

因為PTFE資料很難沉銅, 浸銅電力採用電流3次浸銅3次電鍍法 多層板. 為確保PTH的可靠性，需要使用电浆進行去鑽和活化處理.

由於PTFE資料的柔軟性，在電鍍過程中，電鍍槽中的擺動容易使板斷裂或使板可靠。

3.3阻焊劑流平（鍍金）PTFE資料本身與油墨的結合力很小。 由於PTFE資料芯板被壓在一起，PTFE和油墨被應用到表面，以防止表面活化層失效，導致油墨和板之間的粘合不良。 好的

需要另一種工藝方法用电浆啟動蝕刻PTFE資料的表面。 影響油墨結合力的因素包括機械損傷，如刷洗、劃傷、衝擊等，囙此阻焊膜是由PTFE資料的孔隙造成的。 井壁條件不是很好，孔壁第一次鍍銅會使孔壁液體蒸發過快，導致孔口起泡等現象。

初步確定將對待評估的後固化參數進行逐步陞級。 同樣，我們通過對平整前烘烤板參數的實驗，確定了化學鎳金後烘烤板的參數。

金熔化後，烘烤時間過長，可焊性不够，回流焊可能導致分層和起泡，囙此需要評估烘烤參數。

3.3.1評估從蝕刻到油墨印刷的時間間隔。 蝕刻後，等待6小時、8小時、12小時、16小時、24小時和36小時，以啟動3M膠帶並測試墨水結構。

3.3.2確定油墨的後固化參數測試油墨的後固化參數。

3.3 PTFE多層板上述問題解决後，多層板的難度主要集中在工藝控制、層壓、鑽孔、浸銅等方面，現時多層板已基本完成壓縮參數測試，鑽孔問題較大。 沒有电浆，

3.3.1壓制參數a.壓制條件由於PTFE粘合片的壓制溫度很高，我們最初擔心的是壓制問題。 最高壓制溫度為220℃，供應商提供的壓力參數也相對較小（700 1400Kpa））。

根據上述參數，兩臺壓力機的剝離强度均小於0.4N/mm； 同時，加熱速度是直到我們將起始溫度調整到190攝氏度，最高溫度調整到228攝氏度（高溫段的實際溫度為235攝氏度），牛皮紙减少到12張（8張兩次，4張一次），壓力新增到2500Kpa後， 剝離强度達到1.2N/mm或更高（TACONIC為1.6N/mm，Neclo為1.27N/mm）。

在此壓縮過程中，經過5次熱衝擊後，孔口粘合板出現內部分層，但這是可以接受的。 芯板孔壁狀況良好，非孔區狀況良好。

經過10次熱衝擊後，分層現象嚴重，非多孔區域也出現分層現象

. 5次和10次熱衝擊NECLO的分層現象更為嚴重。 我們最初選擇TACONIC的HT1.5作為多層板的粘合片，但235℃的溫度基本上是壓力機的極限，因為我們發現相同的壓力機和加熱的加熱速度在不同的參數之間是不同的，最大差异可達8分鐘。

囙此，在正式生產時，每一層都放置b。現場操作控制（a）現場控制

1、壓制參數3.3.2聚四氟乙烯多層板鑽孔多層板鑽孔過程中發現的主要問題不僅僅是雙面板問題，最突出的問題是鑽屑纏繞在鑽頭上。 鑽頭纏繞在第一個孔上。 囙此，將鑽頭包裹在Îφ1.0mm之間。 囙此，經過討論，我們决定製造一種新型鑽機來解决這個問題。

3.3.3沉銅電鍍由於沒有與等離子外包公司聯繫，我們的第一個型號沒有外包。 採用以下工藝：外層鑽孔-乾燥板-高壓水洗兩次-沉銅（脫鑽10分鐘）-增稠沉銅（無增稠沉銅（無鑽屑）-全板電鍍。

如果用电浆處理，則使用以下工藝（兩個沉銅的可靠性需要測試外層鑽孔-高壓水洗兩次-乾燥板-电浆-沉銅（無鑽孔污垢）-加厚-沉銅-全板電鍍。

3.3.4樣品製作線上有一塊樣品板（微波分配器，12層板），但油墨固化後，直接在150°C下烘烤，7分鐘內板會起泡，9塊板被丟棄。 8元。

繼續到板的後面。 PCB層壓多層電路板，是電路板生產廠家進行電路板强加工、軟板加工、羅傑斯電路板加工、電路板快速打樣、PCB整個系統設計的基礎。

如果層壓設計有缺陷，EMC效能將最大化。

1、每個佈線層必須有一個相鄰的參攷層（電源層或接地層）；

2、相鄰的主電源層和接地層應保持最小距離，以提供更大的耦合電容；

以下列出了從兩層板到十層板的堆棧： PCB電路板 和雙面 PCB板 堆棧EMI輻射這種現象的主要原因是，不僅產生了強電磁輻射,

並使電路對外部干擾敏感。 從電磁相容性的角度來看，關鍵訊號主要是指產生强輻射的訊號，而能產生强輻射的訊號一般是週期性訊號，如時鐘或地址。

在10KHz低頻類比設計中：同一層上的功率跡線呈放射狀佈線，線路總長度最小化；

電源線和地線連接時，應相互靠近； 在鑰匙訊號線旁邊放置接地線。 該地線形成較小的環路面積，並减少差模輻射對外部世界的干擾。 接地線後，

形成一個面積最小的環。 如果訊號電路是雙層電路板，則它可以位於電路板的另一側，訊號線的正下方，並沿一條線盡可能寬。

以這種管道形成的回路面積等於電路板厚度乘以

1、SIGGND（PWR）PWR（GND）SIG；

2、GNDSIG（PWR）SIG（PWR）GND； 1.6mm（62mil）板厚。 它不僅不利於控制阻抗、層間耦合和遮罩； 尤其是電源接地層SI的EMI效能不是很好，主要通過佈線等細節來控制。

主接地層位於訊號最密集的訊號層的連接層上，有利於吸收和抑制輻射； 新增20H規則。 放置所需電源銅層）的場合。 本方案PCB的外層為接地層，中間兩層為電源層。

訊號層上的電源採用寬線佈線, 可以使電源電流的路徑阻抗降低, 和EMI控制. 這是最好的 4層PCB 結構可用.

主要注意事項：中間兩層訊號和電源混合20H跟踪阻抗。 上述解決方案應非常小心地安排電源和接地之間的痕迹。 此外，電源或接地層上的銅應盡可能互連。 確保低頻率連接。

的設計 6層板 建議堆疊方法：

GNDSIGPWRGNDSIG； 這種分層方案可以獲得更好的信號完整性，訊號層和接地層與電源層和接地層配對，並且可以更好地控制每個佈線層的阻抗，

當電源層和接地層都是完整的SIG GND PWR SIG GND時，這兩個接地層都能够並能够為每個訊號層提供更好的訊號層； 這種解決方案只適用於這種疊層的器件密度不是很高，並且頂層和底層的地平面相對完整的情况，可以作為更好的解決方案。

應注意的是，電源層應靠近不是主要部件表面的層，因為底部EMI效能優於第一種解決方案。

，電源層和接地層之間的距離應最小化，以獲得良好的62mil板厚。 雖然層間距减小，但主電源和層之間的距離不容易控制在較小的範圍內。

將第一個方案與第二個方案進行比較，第二個方案的成本為20H規則

規則設計

A：由於電磁吸收差和電源阻抗大，這不是一種好的堆疊方法。

1、訊號1組件表面，微帶佈線層

2、訊號2內部微帶佈線層，更好的佈線層（X方向）

3、接地

4、訊號3帶狀線佈線層，較好的佈線層（Y方向）

5、訊號4帶狀線佈線層

6、電源

7、訊號5內部微帶佈線層

訊號6微帶跟踪層是第3層壓方法的變體。 由於加入了參攷層，它具有更好的EMI效能。