随着微波领域的频率越来越高，PTFE多层板作为微波器件以及高速背板的需求将会越来越多。根据这种情况，我们公司组织研发小组对PTFE的生产工艺进行研发，并制作了双面PTFE样板。
试验设计：

1 样板要求

DK=2.55+/-0.04，Df=0.0018(10G Hz),厚度0.8mm，材料供应商:美国ARLON，

材料型号:DICLAD 527(铁氟龙板),有两层层间对位要求+/-0.01mm。

1.1 基材选型

1.1.1 板材分类

板材可分为5类：

① PTFE+玻璃布。可加工性差。

② PTFE+无纺玻璃布。可加工性好。

③ PTFE+陶瓷填料可加工性最好。

④ PTFE+玻璃布+陶瓷填料。性能较纯PTFE加玻璃布加工性略好。

⑤ PTFE粘接片分为：PTFE粘接片，BT包裹PTFE半固化片，PTFE半固化片。

根据样板性能要求以及材料性能价格等因素，我们作如下的材料选择：

根据客户要求选择PTFE＋玻璃布作为此型号的加工材料。

1.1.2 板材特性

a. 物理化学特性

PTFE材料具有优良的电性能，良好的化学稳定性。其介电常数较低，且在2.4～2.6之间，随频率变化不明显,1MHz和10GHz的介电常数基本没变化，因此常用于微波通信和高速信号传输。我们这里主要应用的就是这种性能。加陶瓷填料后介电常数升高。

b. 加工特性

PTFE板材加工性极差。材质较软，易变形；PTFE材料本身极性小，吸附性很差。因此，我们可以知道PTFE材料具有以下的问题：

① PTFE材料本身极性小,基材和玻璃布之间基材和铜箔之间的结合力较差，因此沉铜难度大， 印制阻焊难度也较大，板材亦不耐机械力冲击，PTFE和玻璃布之间容易出现分层。

② 材料较软，易变形，对玻璃纤维及铜箔的支撑小，加上问题①里描述的原因，受机械力易变形且钻孔时对玻纤的切削效果不好，不易一次切断，导致有未切断的玻璃纤维存在。同时PTFE也易产生未切断的PTFE钻屑。

1.1.3 选材结果

根据样板需求及试验需要，我们选用材料进行试验，材料涉及范围DK=2.4～2.6。样板材料为DK=2.55+/-0.04，Df=0.0018(10G Hz).

2 因素分析

由材料的特性,我们知道PTFE材料双面板加工的主要问题集中在钻孔，PTH，防焊油墨印制,喷锡等方面。针对以上问题我们作如下试验方法设计。

3 工艺方法设计

3.1 钻孔

由于玻璃纤维比较软，容易产生毛刺，因此需要加比较硬的特殊盖板和垫板。由于玻璃纤维得到PTFE的支撑少，因此需要采用较慢的进钻速度（试验确定进钻速度比FR-4板的进钻速度减慢30%,转速提高20%）。由于玻璃纤维之间没有树脂粘接所以相互之间没有结合力，钻孔一次未切断就容易产生玻纤未切断的情况，电镀形成镀瘤。同时由于PTFE材料较软，PTFE材料也可能出现未切断而残留在孔壁上的情况。由于钻孔过程发现钻屑缠钻头问题，自Φ1.0mm～Φ2.5mm均缠钻头。且是从第一个孔开始就缠钻头。因此已经不是调参数的问题了，而是钻头型式的问题了，商议决定制作新型式钻头来解决这个问题(样板通过确认后用手工剥除的方法暂行处理)。(锣刀改用新型式的雙刃螺旋銑刀)

由于每一种PTFE材料的填料，玻璃布选择等不一样，因此可能每一种材料的钻孔参数都不一样。

针对以上分析，我们将试验主要放在垫、盖板选择，钻孔参数试验上：

a. 垫、盖板选择：

垫盖板目前比较理想的是选用酚醛树脂材料，这种板材料比较硬，但是酚醛树脂玻璃化温度较低，更容易产生钻污，对钻头磨损大。

b. 参数试验：

① 试验方法

试验者第一次试验该材料钻孔参数，对该材料的钻孔特性不能较精确的理解，试验以已有的PTFE钻孔参数为基准,根据单钻进刀量（转速和进刀量的综合参数），线速度（转速），退刀速度三种参数进行组合，并根据经验和理论分析，去掉一些可采用几率较小的参数组合。在此基础上选择优化参数方向，在该方向上再进行较大范围的参数组合，试验完成后就基本确定了钻孔参数的取值范围。再在该小范围内进行参数组合，确定较精确的参数组合。然后选出合适的钻孔参数。按照正常方式确定最大孔数.

②刀具选择

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。

③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次热冲击试验，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，

所以PTFE板需要进行PLASMA处理或处理PTFE的特殊药水进行沉铜前处理，增大孔内PTFE材料极性，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。

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，不能采用机械方式处理板面。

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胶带进行试剥，测试油墨结合力。确定可靠的间隔时间。

由于没有联系到PLASMA外协，我们采用处理PTFE的特殊药水进行沉铜前孔壁调整，流程如下:

外层钻孔→ PTFE孔壁调整剂 → 沉铜 → 沉铜（从预活化开始） → 全板镀。

如果用PLASMA处理，采用如下流程（其中两次沉铜的可靠性需要试验论证）：

外层钻孔→高压水洗两次→烘干→PLASMA→沉铜→加厚→沉铜→全板镀。

作为以样板生产为主的我们,应以不断开发和改进工艺技术为已任，在发展中创新，以创新谋发展，这样我们才能飞得更高，走得更远，才更具竞争力，才有更好的发展前途。