PTFEΕίναι το βασικό υπόστρωμα για σενάρια εξαιρετικά υψηλών συχνοτήτων, όπως η επικοινωνία κυμάτων 5G και η δορυφορική επικοινωνία, αλλά οι ιδιότητες των υλικών του οδηγούν άμεσα σε τρία σημαντικά σημεία συμφόρησης σε επίπεδο βιομηχανίας στη διαδικασία επιμετάλλωσης για μεγάλο χρονικό διάστημα:
Η επιφανειακή ενεργοποίηση είναι εξαιρετικά δύσκολη: η ενέργεια του δεσμού CF στις μοριακές αλυσίδες PTFE είναι τόσο υψηλή όσο 485 kJ/mol και η επιφανειακή ενέργεια είναι μόνο 20 mJ/m². Η συμβατική χημική προεπεξεργασία εναπόθεσης χαλκού δεν μπορεί να καταστρέψει την αδρανή δομή του και η δύναμη πρόσφυσης του στρώματος χαλκού είναι πολύ χαμηλότερη από τα 0,7 N/mm που απαιτούνται από τα πρότυπα IPC.
Αστοχία αξιοπιστίας που προκαλείται από θερμική καταπόνηση: Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του PTFE είναι περισσότερο από 5 φορές αυτός του FR-4, ο οποίος δεν ταιριάζει σε μεγάλο βαθμό με το CTE του φύλλου χαλκού. Το ποσοστό εμφάνισης μικρορωγμών σε διάτρητο χαλκό κατά τη συγκόλληση με επαναροή και την ανακύκλωση σε κρύο ζεστό μπορεί να φτάσει το 18%, και το 30% των πρώιμων αστοχιών της πλακέτας υψηλής συχνότητας προκαλούνται από ζημιά στη διεπαφή.
Τα υπολείμματα γεώτρησης μπλοκάρουν τις ηλεκτρικές συνδέσεις: Το υλικό PTFE έχει τριπλάσια σκληρότητα από το FR-4 και η ελαστική ανάκαμψη κατά τη διάρκεια της διάτρησης θα σχηματίσει λιωμένα υπολείμματα γεώτρησης πάχους 5-8 μ m στο τοίχωμα της οπής. Χωρίς βελτιστοποιημένη διαδικασία, ο ρυθμός κάλυψης των υπολειμμάτων γεώτρησης μπορεί να φτάσει το 40%, οδηγώντας άμεσα σε αύξηση 15% του ποσοστού επιμετάλλωσης κενών.
Αν και η παραδοσιακή υγρή επεξεργασία ναφθαλίνης νατρίου μπορεί να επιτύχει ενεργοποίηση, έχει ελαττώματα όπως πολύ τοξικό υγρό απόβλητου φθορίου, αυστηρό έλεγχο θερμοκρασίας για αντίδραση και κακή αντοχή του στρώματος ενεργοποίησης. Η αντίφαση μεταξύ της προστασίας του περιβάλλοντος και της απόδοσης δεν μπορεί να συμβιβαστεί για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Η βασική λογική αναβάθμισης της επεξεργασίας πλάσματος
Η επεξεργασία πλάσματος χρησιμοποιεί ένα διπλό αποτέλεσμα φυσικού βομβαρδισμού και χημικής αντίδρασης για να τροποποιήσει το λεπτό στρώμα νανοκλίμακας στην επιφάνεια του PTFE, αποφεύγοντας εντελώς τα εγγενή ελαττώματα της τεχνολογίας υγρής διαδικασίας
Φυσική μικρο τραχύτητα: Ιόντα αργού και οξυγόνου υψηλής ενέργειας βομβαρδίζουν το τοίχωμα της οπής με υψηλή ταχύτητα, ξεφλουδίζοντας τα λιωμένα υπολείμματα γεώτρησης και σχηματίζοντας μια κοίλη κυρτή δομή νανο κλίμακας με 0,5-2 μ m Ra στην επιφάνεια. Μετά την εναπόθεση χαλκού, το στρώμα χαλκού ενσωματώνεται στη μικροδομή για να σχηματίσει μηχανική αλληλοσύνδεση, βελτιώνοντας σημαντικά τη δύναμη σύνδεσης.
Κατευθυντικός χημικός εμβολιασμός: χρησιμοποιώντας μικτό αέριο O 2/CF 4, επιλεκτική διάσπαση των δεσμών CF στην επιφάνεια PTFE, μείωση της αναλογίας φθοράνθρακα από 2,0 σε κάτω από 1,4, συγχρόνως εμβολιασμός πολικών ομάδων όπως υδροξυλικές και καρβοξυλικές ομάδες, αυξάνοντας την επιφανειακή ενέργεια που συναντώνται από 50m²0m2 τις απαιτήσεις διαβροχής για την εναπόθεση χαλκού.
Μη καταστροφικά χαρακτηριστικά χαμηλής θερμοκρασίας: Ολόκληρη η θερμοκρασία επεξεργασίας ελέγχεται στους 40-60 βαθμούς, χωρίς παραμόρφωση του φύλλου που προκαλείται από θερμικό σοκ και δεν θα βλάψει τις χαμηλές διηλεκτρικές ιδιότητες του ίδιου του υποστρώματος PTFE. Είναι κατάλληλο για διάφορα θερμοευαίσθητα ειδικά φύλλα υψηλής συχνότητας.
Σύγκριση πλεονεκτημάτων παραγωγής μετά την αναβάθμιση της διαδικασίας
Μετά την αντικατάσταση της παραδοσιακής διαδικασίας ναφθαλίνης νατρίου με επεξεργασία πλάσματος, οι βασικοί δείκτες της κατασκευής πλακών υψηλής συχνότητας έχουν επιτύχει ένα ολοκληρωμένο άλμα:
Σημαντική βελτίωση στην απόδοση: Μετά την εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας στη γραμμή παραγωγής υψηλής συχνότητας PCB αεροδιαστημικής, ο ρυθμός διέλευσης της επιμετάλλωσης τυφλών οπών αυξήθηκε από 82% σε 98%, και ο ρυθμός ελαττώματος αποκόλλησης μειώθηκε κάτω από 0,1%.
Η αξιοπιστία βελτιώθηκε σημαντικά: Η αντοχή αποκόλλησης του φύλλου χαλκού μπορεί να φτάσει τα 8 N/cm και αφού περάσει τις χιλιάδες δοκιμές ψυχρού και θερμού σοκ στους -55 βαθμούς ~125 μοίρες, ο ρυθμός αλλαγής αντίστασης των οπών χαλκού είναι μικρότερος ή ίσος με 5%, ικανοποιώντας πλήρως τις απαιτήσεις των σεναρίων υψηλής συχνότητας στρατιωτικών και οχημάτων.
Περιβαλλοντική συμμόρφωση και μείωση κόστους: Δεν παράγονται υγρά απόβλητα υψηλής τοξικότητας φθορίου, δεν απαιτείται υψηλό κόστος επεξεργασίας επικίνδυνων αποβλήτων, σύμφωνα με τους διεθνείς περιβαλλοντικούς κανονισμούς RoHS και REACH και το μακροπρόθεσμο κόστος λειτουργίας μειώνεται περισσότερο από 20% σε σύγκριση με τις υγρές διεργασίες.
Διατήρηση απόδοσης σήματος: Τροποποιημένο μόνο με λεπτό στρώμα νανοκλίμακας στην επιφάνεια, χωρίς να καταστρέφονται τα χαμηλά χαρακτηριστικά Dk/Df του σώματος PTFE. Η απώλεια εισαγωγής στα 40 GHz μειώνεται κατά 0,3 dB/ίντσα σε σύγκριση με τις παραδοσιακές διεργασίες, καθιστώντας την κατάλληλη για σενάρια τεραχερτζ κύματος χιλιοστών.