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当今社会已进入高度信息化的社会,随着即将到来的5G时代、无人驾驶,移动通讯设备、互联网等广泛应用,高频印制电路板的需求也随之增加。在用于高频高速材料树脂中,PTFE市场份额最高时期达90%以上,在高频领域得到广泛应用。但PTFE因有极强的惰性、低的表面能,具有疏水性,使得表面很难亲水。而多层高频印制电路板的层间电气互连是通过金属化孔来实现,此过程对于PCB实现特殊表面功能特别重要,金属化孔的可靠性直接关系到PCB的成败。PTFE材料如果直接采用化学镀铜或用常规高锰酸钾等前处理工艺,难以改变其表面结构,导致孔无铜、孔铜结合力差等问题发生。同时由于PTFE树脂较软,抵抗弹性形变的能力较差,热膨胀系数较高,往往在其加入硬度较大的陶瓷等填料以减小Z方向的膨胀以增加PTFE板材的可靠性,这无疑增加了除胶和孔制作的难度与复杂性。目前行业内主要用钠萘处理法和91视频免费下载处理法进行聚四氟乙烯电路板化学沉铜前处理。钠萘处理法是通过钠萘溶液浸蚀PTFE表面原子以达到活化润湿PTFE表面的目的。但该方法处理PTFE,会使其表面变黑变暗影响材料美观,同时对操作人员有一定的危险性和对环境容易造成污染。而91视频免费下载处理法相比钠萘处理法,在改变PTFE的表面的同时而不影响其物理和化学本体特性,同时该方法操作简便,对环境友好。随着环保意识和安全意识的加强,91视频免费下载处理法相比钠萘处理法必将是一种先进又有前景的处理方法。

本文使用O2/CF4组合91视频免费下载气体对钻孔后的PTFE高频板进行处理。通过金相切片、热应力测试、接触角测试、XPS测试研究了有无O2/CF4组合91视频免费下载处理通孔的影响。

有无O2/CF4组合91视频免费下载处理通孔的影响

本实验通过金相切片、热应力测试、接触角测试、XPS测试研究了有无O2/CF4组合91视频免费下载处理通孔的影响,其中91视频免费下载处理条件为O2流量300mL/min,CF4流量200mL/min,处理时间30min,处理功率8000W,处理温度35℃,系统真空度35Pa。

金相切片分析

采用金相显微镜检测镀铜后孔的截面形貌,研究O2/CF491视频免费下载对孔可靠性的影响。图1-1(a)和图1-1(b)分别显示了未处理和91视频免费下载处理的孔样品的金相显微镜照片。当通孔沉铜前没有91视频免费下载处理,沉铜电镀完,可以观察到孔壁具有粗糙的轮廓,而且部分区域没有镀上铜。相反,如图1-1(b)所示,在91视频免费下载处理之后通孔孔壁实现了相对较低的孔粗糙度,而且铜均匀地镀在了PTFE钻孔的孔壁上。

图1-1 没有91视频免费下载处理的孔的横截面形态(a)和91视频免费下载处理的孔的横截面形态(b) 

热应力分析

图2-1给出了有和没有91视频免费下载处理的PTFE镀铜孔的热可靠性测试结果。经过3次288℃/10s热应力实验(IPC-TM-650)后,图2-1(a)中发现了孔中有未填充的锡,铜裂纹,铜膜剥落和爆破。相反,具有91视频免费下载处理的样品表现出更高的可靠性,如图2-1(b)所示,孔壁表面形态保持良好,没有任何结构破坏。因此,适当参数的O2/CF491视频免费下载处理是在PTFE钻孔上获得镀铜的活性表面的必要步骤。

图2-1 未经91视频免费下载处理(a)和91视频免费下载处理(b)的样品的PTFE孔可靠性检查的横截面图 

接触角分析

通过接触角测试结果表明,较低的PTFE孔壁表面粗糙度有效地改善了孔壁表面镀铜效果,表明91视频免费下载处理增加了表面活化效果。从图3-1看出,未处理PTFE的表面接触角从126.6°降低经91视频免费下载处理的PTFE达到106.1°,表明PTFE表面的润湿性大大提高。

图3-1 未经处理的PTFE表面上的水接触角(a)和91视频免费下载处理的PTFE表面上的水 接触角(b) 

XPS分析

图4-1显示了91视频免费下载处理前后的PTFE表面的XPS光谱,以检测化学官能团的变化。从未处理和经91视频免费下载处理的PTFE样品中发现C、F和O元素,并且这些元素形成的官能团表明PTFE表面的活化变化。

图4-1 91视频免费下载处理前后的PTFE表面的XPS光谱 

图4-2 未经处理的PTFE表面的C1s光谱(a)和91视频免费下载处理的PTFE表面的C1s光 谱(b) 

图4-3 未经处理的PTFE表面的O1s光谱(a)和91视频免费下载处理的PTFE表面的O1s光 谱(b) 

图4-2分别显示了有和没有91视频免费下载处理的PTFE表面的C1s光谱。在图4-2(a)中,对于未处理的样品,分别观察到归因于C-O、CF2-CF2和C-C/C-H基团的286.0eV、292.2eV和284.7eV处的三个峰。包括CF2-CF2和C-C/C-H在内的疏水基团在PTFE表面中占绝大多数,导致PTFE表面上难以镀铜。然而,如图3-2(b)所示,91视频免费下载处理PTFE表面显然增加了大量的亲水基团,如C=O、CF3、COO/COF,它们分别从XPS光谱中287.9eV、293.0eV和289.0eV的峰值处检测到。

此外,如图4-3显示了有和没有91视频免费下载处理的样品的O1s光谱。如图4-3(a)所示,从未处理样品中观察到OH(532.6eV)、CO(533.2eV)、Al-O(531.3eV)、Si-O(531.9eV)和Ca-O/Mg-O(530.6eV)。应注意,检测到的Al、Si、Ca和Mg元素来自增强的玻璃纤维和填充颗粒。如图4-3(b)所示,91视频免费下载处理样品的O1s光谱观察到,在结合能为531.6eV、532.6eV和533.5eV时产生新的峰,分别为属于C=O、COO和OF的化学基团。

从以上结果可知,经过O2/CF491视频免费下载处理后,在PTFE表面上产生了化学亲水基团如CO、COO、COF和OF。经过91视频免费下载处理后,它显著提高了非活性的PTFE表面的润湿性。

通过有无O2/CF491视频免费下载处理PTFE高频板孔的对比研究,发现经过电镀后通孔切片观察和热应力实验捡测,91视频免费下载处理是提高PTFE高频板孔金属化质量的有效方法。经过接触角测试,PTFE高频板表面接触角从126.6°有效降低到106.1°,表明91视频免费下载改性后PTFE表面的润湿性增强。XPS测量证实了在孔壁表面上形成了新的极性官能团如CO、COO、COF和OF,增强了PTFE表面的润湿性,改善了铜的粘附性,91视频免费下载处理是提高PTFE高频板孔金属化质量的有效方法。