PTFETo je osnovni supstrat za scenarije ultra-visokih frekvencija kao što su 5G milimetarski talasi i satelitska komunikacija, ali njegova svojstva materijala direktno dovode do tri glavna uska grla na nivou industrije u procesu metalizacije za dugo vremena:
Površinska aktivacija je izuzetno teška: energija veze CF u molekulskim lancima PTFE je čak 485 kJ/mol, a površinska energija je samo 20 mJ/m². Konvencionalni hemijski predtretman taloženja bakra ne može uništiti njegovu inertnu strukturu, a sila adhezije bakarnog sloja je mnogo niža od 0,7 N/mm koju zahtevaju IPC standardi.
Kvar u pouzdanosti uzrokovan termičkim naprezanjem: koeficijent termičke ekspanzije PTFE-a je više od 5 puta veći od FR-4, što je ozbiljno neusklađeno sa CTE-om bakarne folije. Stopa pojave mikro pukotina u perforiranom bakru tokom reflow lemljenja i hladnog vrućeg ciklusa može doseći 18%, a 30% ranih kvarova visokofrekventnih ploča uzrokovano je oštećenjem interfejsa.
Preostali ostaci bušenja blokiraju električne veze: PTFE materijal ima tri puta veću žilavost od FR-4, a elastični odboj tokom bušenja će formirati 5-8 μm debele rastopljene ostatke bušenja na zidu rupe. Bez optimiziranog procesa, stopa pokrivenosti ostataka bušenja može doseći 40%, što direktno dovodi do povećanja metalizirane šupljine od 15%.
Iako tradicionalni mokri tretman natrijum naftalena može postići aktivaciju, on ima nedostatke kao što su visoko toksična otpadna tekućina fluorida, stroga kontrola temperature za reakciju i slaba trajnost aktivacionog sloja. Kontradikcija između zaštite životne sredine i prinosa ne može se pomiriti dugo vremena.
Osnovna logika nadogradnje plazma obrade
Tretman plazmom koristi dvostruki učinak fizičkog bombardiranja i kemijske reakcije za modificiranje tankog sloja na površini PTFE-a, u potpunosti izbjegavajući inherentne nedostatke tehnologije mokrog procesa
Fizičko mikro hrapavost: Visokoenergetski joni argona i kiseonika bombarduju zid rupe velikom brzinom, ljušteći otopljene ostatke bušenja i formirajući konkavnu konveksnu strukturu na nano skali sa 0,5-2 μm Ra na površini. Nakon taloženja bakra, sloj bakra se ugrađuje u mikrostrukturu kako bi se formiralo mehaničko spajanje, uvelike poboljšavajući silu vezivanja.
Usmjereno hemijsko cijepljenje: korištenjem miješanog plina O ₂/CF ₄, selektivno razbijanje CF veza na površini PTFE, smanjenje omjera fluorougljika sa 2,0 na ispod 1,4, sinhrono cijepljenje polarnih grupa kao što su hidroksilne i karboksilne grupe, povećanje površinske energije od 20 m² do 5 m² do m0 J. zahtjevi za taloženje bakra.
Niskotemperaturne nedestruktivne karakteristike: Celokupna temperatura obrade se kontroliše na 40-60 stepeni, bez deformacije lima uzrokovane toplotnim udarom, i neće oštetiti niska dielektrična svojstva same PTFE podloge. Pogodan je za razne termoosjetljive visokofrekventne specijalne ploče.
Poređenje proizvodnih prednosti nakon nadogradnje procesa
Nakon zamjene tradicionalnog procesa natrijum naftalena tretmanom plazmom, ključni pokazatelji proizvodnje visokofrekventnih ploča postigli su sveobuhvatan skok:
Značajno poboljšanje prinosa: Nakon primjene ove tehnologije na visokofrekventnu PCB proizvodnu liniju za vazduhoplovstvo, stopa prolaza metalizacije slijepih rupa porasla je sa 82% na 98%, a stopa defekta raslojavanja je smanjena na ispod 0,1%.
Pouzdanost značajno poboljšana: Čvrstoća bakrene folije na ljuštenje može doseći 8N/cm, a nakon prolaska hiljadu testova hladnog i vrućeg udara na -55 stupnjeva ~125 stupnjeva, stopa promjene otpora bakrenih rupa je manja ili jednaka 5%, u potpunosti ispunjavajući zahtjeve vojnih i visokofrekventnih scenarija vozila.
Ekološka usklađenost i smanjenje troškova: Ne stvara se visoko toksična otpadna tečnost fluorida, nisu potrebni visoki troškovi tretmana opasnog otpada, u skladu sa međunarodnim ekološkim propisima RoHS i REACH, a dugoročni operativni troškovi su smanjeni za više od 20% u poređenju sa mokrim procesima.
Zadržavanje performansi signala: samo modificirano tankim slojem nanomjera na površini, bez oštećenja niskih Dk/Df karakteristika PTFE tijela. Gubitak umetanja na 40GHz smanjen je za 0,3dB/inču u poređenju sa tradicionalnim procesima, što ga čini pogodnim za teraherc scenarije milimetarskog talasa.