聚四氟乙烯多層印制板孔互連分離的改善

劉國漢（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510730）

聚四氟乙烯多層印制板孔互連分離的改善

劉國漢
（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510730）

1 問題提出

多層板孔互連分離問題是指內層銅與孔壁銅分離，普通環(huán)氧樹脂板材多層板很少出現孔互連分離問題，但聚四氟乙烯多層板由于其材料特殊性，易產生孔互連分離。產生孔互連分離主要是在鉆孔過程中產生的膠渣過多或者孔金屬化前除膠渣能力不足造成，如圖1。

圖1 互連分離典型圖示

2 原因分析

聚四氟乙烯多層板產生孔互連分離問題，分析原因為：聚四氟乙烯板材的Tg值非常的低，在19 ℃ ～ 25 ℃區(qū)間，聚四氟乙烯板材的機械加工性極差，基質極軟，非常不易于切割，鉆孔中易產生嚴重毛刺和大量的鉆污，帶來嚴重的纏刀。且在鉆孔過程中產生的鉆污在后續(xù)的沉銅加工過程中無論用普通高錳酸鉀或是等離子處理的方法除鉆污都無法去除。所以鉆孔過程中一旦產生鉆污，即會造成互連分離問題。以下為某一聚四氟乙烯多層板的電子顯微鏡照片（圖2）。

圖2 EDS元素分析結果

為防止含聚四氟乙烯高頻多層板發(fā)生互連分離的問題，需減少鉆孔過程產生的鉆污。鉆孔過程是鉆頭高速切削板材過程，切削過程會產生大量的熱，溫度達到200 ℃以上，超過了板材的Tg值，，所以需減少鉆污的產生就必須減少鉆孔過程的發(fā)熱，可以從以下幾個方面來減少鉆孔過程的發(fā)熱量：

（1）使用切削效果與排塵效果好的鉆頭減少發(fā)熱量；

（2）采用低轉速高進刀速減少鉆孔過程中產生的熱量；

（3）采用一種低溫處理的方法來降低發(fā)熱量。

3 試驗及結果

3.1 不同結構鉆頭對比試驗

對刀徑0.35 mm的兩種類型的鉆刀進行對比試驗，刀徑的結構如表1。

表1 刀徑結構

試驗結果（對比是否產生孔互連分離）如下表2。

表2 不同鉆頭試驗過程及結果

從以上試驗結果可以看出，鉆頭A芯厚薄，螺旋角大，排塵效果更好，可以減少鉆孔過程產生的鉆污，改善孔互連分離問題。

3.2 不同鉆孔參數對比試驗

鉆孔參數包括轉速、進刀速度、退刀速度，是控制孔壁質量的關鍵參數。生產聚四氟乙烯板材的鉆孔參數一般都是采用低鉆速、快進刀速度的方法來減少鉆孔過程中的發(fā)熱量，減少鉆孔毛刺及鉆污的產生。特設置兩組參數進行對比試驗。試驗板與3.1中的試驗板一樣，試驗過程及結果如表3。

從以上試驗結果可以看出，使用合理的鉆孔參數B可以改善孔互連分離問題。

表3 不同鉆孔參數試驗結果

3.3 低溫處理方法的試驗結果

低溫處理的方法是指生產前先用冷凍箱對生產板進行冷凍處理，冷凍溫度達 -30℃ ～ -40℃。冷凍處理完后立即鉆孔，以降低鉆孔過程的發(fā)熱量，對比了某一款生產板的冷凍鉆與非冷凍鉆的區(qū)別。試驗結果如表4。

表4 冷凍鉆孔試驗結果

從以上試驗結果可以看出，使用“冷凍鉆孔”的方法可以改善互連分離問題。

4 結論

通過使用排塵效果好的鉆頭、合理的鉆孔參數、低溫處理的方法可以改善含PTFE板材的多層板的互連分離問題。上述方法均是從降低鉆孔過程發(fā)熱量，減少鉆污的產生去著手解決互連分離不良問題。

劉國漢，技術部擔任研發(fā)工程師一職。

Improvement of hole interconnection separation of PTFE multilayer PCB

LIU Guo-han