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PTFE高频微波材料的制作工艺指引

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1、目的

制作本指引的目的指在规范新的PTFE高频微波材料的制作工艺、流程及相关注意事项,方便生产顺利进行。

2、范围

2.1所有PTFE高频微波板的生产。
2.2 目前适用于所有高频微波单双面板的生产,后续会再开发PTFE的层压多层板。

3、定义

3.1 PTFE(Polytetrafluoroethylene)聚四氟乙烯亦俗称TEFLON(铁氟龙):
材料具有优秀的介电性能(低介电常数与低介质损耗),良好的化学稳定性和热稳定性。Rogers是一家生产高频物料的生产商,部分产品也是PTFE料。
3.2 PTFE高频板:分为纯PTFE高频料和含玻纤的PTFE高频料。
3.3 UC钻咀(Under cut drill):一种钻尖颈部以下的直径比颈部以上直径小的钻咀,钻孔过程中接触面积相对减少,可以得到很好的孔壁质量。一般用于无铅、无卤、高Tg及PTFE等特殊产品的钻孔加工制作。
3.4 钠萘药水:一种通过化学的方式处理PTFE材料孔内胶渣的药水,效果较好,只是产品有毒,需严格管控。
3.5 PLSMA:等离子处理方式,一种运用等离子的方式专门处理PTFE材料孔内胶渣的装置,价格较贵且处理后必须4小时以内完成沉铜制作。

4、职责

3.1 项目研发部:主导此类产品的技术开发以及新物料的试用评估。
3.2 工艺部: 负责PTFE产品的制作的工艺技术协助、生产推广及本指引的修订及更新。
3.3 品质部:负责此产品的品质控制及相应结果确认。
3.4 生产部/计划部:协助按计划做好新产品的生产,并保证产品品质。

5、程序

5.1 各工序主要操作方法

5.1.1 开料开出双倍产品投料的FR-4光板或酚醛板,用于做钻孔及成型隔板用。
5.1.2 开料机开出来的PTFE板料若是毛边较多用2000#砂纸打磨,注意擦花。特殊情况需用锣板方式开料。
5.1.3 再将PTFE料及FR-4光板或酚醛板洗板后,将PTFE材料洗板后平放在光板中间烘板烘板时板尽量放在烘箱中间,最起码离壁20cm以上保证烘板效果。
5.1.4 钻孔时先按MI选取UC钻咀进行钻孔,叠板方式为先放一底板再放一张FR-4光板或酚醛板接着放一张PTFE板料再放一张FR-4光板或酚醛板再放铝片。参数见5.3。
5.1.5 沉铜前准备好塑料盘用于GP-101药水原液开缸,人员戴好防毒面具及胶手套及胶鞋。再将板放入盘内,均匀摆动约10min,保证反应完全。

5.1.6 取出后用纯水冲洗板5min,不开磨刷用高压水洗两次,注意板翘变形再正常过磨板机按正常参数过PTH特别注意不用再过除胶渣流程,因为此种药水已起到除渣目的,直接过中和后水洗整孔微蚀。
5.1.7 板电后确认板面是否有粗糙,先用2000#砂纸打磨,特别注意控制打磨力度及反面压痕。
5.1.8 线路不能开磨刷磨板,只过化学前处理注意板面清洁,生产前需做曝光尺,为节省停放时间选用干膜做板。
5.1.9 蚀刻时注意控制毛边,线宽要求一般是+/-20um,需做首板确认无毛边缺口及线宽达到要求以后再批量蚀刻。
5.1.10 阻焊前过化金前处理不开磨刷,印刷前一定要低温烤板75℃*15min,增加油墨与板料的结合力,油墨加开油水15-20ml/kg,印完绿油后的生产板,需静置60min后再预烤,爆光前一定要做爆光尺。

5.1.11 阻焊后固化,一定要采用分段烤做板,具体参数见5.3。对于板厚小于0.8mm的PTFE高频板及其它翘曲度要求高的高频板需采用千层架烤板。
5.1.12 沉金前可过前处理,但是不能过磨刷,若表面氧化较来得严重可以过两遍,首板沉金后做绿油拉力测试,用3M胶带垂直90度拉不出现掉油可进行批量生产。
5.1.13 沉锡板油墨最好采用太阳油墨,可过沉金前处理不开磨刷,做首板确认无掉油后再做批量生产。
5.1.14 喷锡时,先将板材烤150℃*30min后,马上过喷锡前处理再喷锡。无掉油分层以后直接量产。
5.1.15 电金时,保证振动搅拌正常,尽量减少H2产生,减少针孔产生,必须在所有药液浓度均化验正常的情况做板。

5.1.16 OSP时,先正常做首板,合格后再批量生产。
5.1.17 成型时注意台面清洁,叠板先上一块钻孔时使用过的FR-4光板或酚醛板再放在待成型的PTFE板再放在一块钻孔时使用过的FR-4光板或酚醛板。再输入锣带准备锣板。
5.1.18 锣板时采用回锣方式,减少毛边产生。每锣20feets换一次全新锣刀。且锣速不宜太快,每锣完一块吸一次尘。且必须做首件确认尺寸合格的情况下批量生产。
5.1.19 锣板下块时要特别小心,因为PTFE材质较软,孔易变形所有不宜用大力取板以免造成定位孔破的现象。所以在特殊情况下采用自动脱PIN的锣机进行锣板,一方面保证精度,一方面可减少孔破异常。
5.1.20 需电测的板电测前需进行烤板,可有效减少板材漏电的机率。

5.1.21 出货前用150℃*4h压烤后再出货,压烤前必须先清理压盘表面,保证干净以后再放板入炉烤。若是金板需隔纸烤板。
5.1.22 包装时,将锣出的与板同样大小的FR-4光板或酚醛板洗开清,夹在板两边做隔板包装出货。若客户有特殊要求的按客户要求包装。

5.2 注意事项

5.2.1 此种板料本身比较软易变形,受重压会出现凹痕,板与板放在一起中间出现杂物都会出现凹痕,所有在整个生产过程中都需放在胶盘中运送,且注意板面的清洁。
5.2.2 在做钠萘处理的时候,对于有毒物质一定要注意安全,必须戴好胶手套,防毒面具及穿好胶鞋。特别注意的是,此种溶液对水特别敏感,会发生反应使溶液失效,所以在生产过程一定要控制隔离水源。而且添加时是100%的原液添加。
5.2.3 此种物料在生产过程中前处理均采用化学微蚀的方法,一般不采用物理磨板的方法进行前处理,因为材质的柔软性对磨板比较敏感所以要特别控制。
5.2.4 此种高频板是在阻抗板的基础上进行改进的,所以阻抗是高频的最基本要求,所以阻抗控制均适用于高频板。而且部分要求严于阻抗板。
5.2.5 生产过程中板均需平放,保证成品翘曲度合格。

5.2.6 蚀刻毛边及缺口一定要控制,此种缺失点到成品表现为信号失真,性能达不到要求。所以高频板毛边应作为重点功能性缺陷来控制。
5.2.7 全流程打磨一定要注意用新砂纸磨,打磨一面时,一定要同时注意另一面是否出现压痕,需要控制好力度,打磨好的板用水洗一遍再隔白纸叠放在一起。
5.2.8 全过程取放板均要求戴手套,平拿平放。
5.2.9 表面处理均不能过磨刷,可关磨刷再过沉金前处理,再进行表面制作。
5.2.10 此PTFE板自身耐酸性及碱性能不佳,所有流程中不允许私自返工,更不允许补线。

5.3 主要工艺参数

工序流程控制参数备注
开料烘板参数:120℃*120minN/A
钻孔1.叠板1PNL/叠钻嘴直径转速进刀速度退刀速度
mmrpmIFPRR
Φ0.7500250500
2.钻孔参数见备注Φ0.8500250500
Φ1.6320160500
Φ2.828060500
Φ2.928060700
Φ3.17525060500
沉铜1.GP-101浸泡10min中和5min+   调整10min+
微蚀2min+   酸洗2min+
预浸10min+   活化10min+
促化5min+   沉铜20min
2.处理完后在2-4小时内完成沉铜
3.沉铜参数见备注
防焊1.印刷前烤板75℃*15min55℃*1h+   75℃*1h+
90℃*1h+   120℃*1h+
150℃*1h
2.印完绿油后的板预烘烤75℃*30min
3.后烤参数见备注
喷锡喷锡前烤150℃*30min再喷N/A
成型1. 叠板1PNL/叠锣刀直径转速行速
mmrpm/minm/min
2. 锣板参数见备注Φ1.8250000.5
Φ1.0300000.5
电测烘板150℃*2h后再电测N/A
包装包装前用150℃*4h压烤后包装出货N/A

5.4 应急措施

5.4.1 钠萘溶液泄露不能用水冲,因此物质有毒用砂土填好,再将此砂土隔离送相关单位处理。
5.4.2 若不小心吸入钠萘溶液需立即送医治疗。

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