PTFETo je temeljni supstrat za scenarije ultravisokih frekvencija kao što su 5G milimetarski valovi i satelitska komunikacija, ali njegova svojstva materijala izravno dovode do tri glavna uska grla na razini industrije u procesu metalizacije dugo vremena:
Površinska aktivacija je izuzetno teška: energija CF veze u PTFE molekularnim lancima iznosi čak 485 kJ/mol, a površinska energija samo 20 mJ/m². Konvencionalna prethodna obrada kemijskog taloženja bakra ne može uništiti njegovu inertnu strukturu, a sila prianjanja bakrenog sloja mnogo je niža od 0,7 N/mm koliko zahtijevaju IPC standardi.
Kvar pouzdanosti uzrokovan toplinskim stresom: koeficijent toplinskog širenja PTFE-a je više od 5 puta veći od FR-4, što je ozbiljno neusklađeno s CTE-om bakrene folije. Stopa pojavljivanja mikropukotina u perforiranom bakru tijekom reflow lemljenja i hladnog vrućeg ciklusa može doseći 18%, a 30% ranih kvarova visokofrekventnih ploča uzrokovano je oštećenjem sučelja.
Zaostali ostaci od bušenja blokiraju električne veze: PTFE materijal ima tri puta veću žilavost od FR-4, a elastični odskok tijekom bušenja će formirati rastaljene ostatke od bušenja debljine 5-8 μm na stijenci rupe. Bez optimiziranog procesa, stopa pokrivenosti ostacima od bušenja može doseći 40%, što izravno dovodi do povećanja stope metaliziranih šupljina od 15%.
Iako se tradicionalnom mokrom obradom natrijevog naftalena može postići aktivacija, on ima nedostatke kao što su visoko toksična otpadna tekućina fluorida, stroga kontrola temperature za reakciju i slaba trajnost aktivacijskog sloja. Proturječnost između zaštite okoliša i prinosa još se dugo ne može pomiriti.
Osnovna logika nadogradnje plazma obrade
Plazma obrada koristi dvostruki učinak fizičkog bombardiranja i kemijske reakcije za modificiranje tankog sloja na površini PTFE-a na nanomjernoj razini, potpuno izbjegavajući inherentne nedostatke tehnologije mokrog procesa
Fizičko mikro ohrapavljavanje: visokoenergetski ioni argona i kisika bombardiraju stijenku rupe velikom brzinom, ljušteći rastopljene ostatke bušenja i formirajući konkavnu konveksnu strukturu nano skale s 0,5-2 μm Ra na površini. Nakon taloženja bakra, sloj bakra se ugrađuje u mikrostrukturu kako bi se formiralo mehaničko međusobno spajanje, uvelike poboljšavajući snagu vezivanja.
Usmjereno kemijsko cijepljenje: korištenje miješanog plina O ₂/CF ₄, selektivno kidanje CF veza na PTFE površini, smanjenje omjera fluorougljika s 2,0 na ispod 1,4, sinkrono cijepljenje polarnih skupina kao što su hidroksilne i karboksilne skupine, povećanje površinske energije s 20 mJ/m² na preko 50 mN/m, potpuno zadovoljavanje vlaženja zahtjevi za taloženje bakra.
Niskotemperaturne nedestruktivne karakteristike: Cjelokupna temperatura obrade kontrolirana je na 40-60 stupnjeva, bez deformacije ploče uzrokovane toplinskim šokom, i neće oštetiti niska dielektrična svojstva same PTFE podloge. Pogodan je za razne termoosjetljive visokofrekventne specijalne ploče.
Usporedba proizvodnih prednosti nakon nadogradnje procesa
Nakon zamjene tradicionalnog procesa natrijevog naftalena plazma obradom, ključni pokazatelji proizvodnje visokofrekventnih ploča postigli su sveobuhvatan skok:
Značajno poboljšanje u prinosu: Nakon primjene ove tehnologije na proizvodnu liniju visokofrekventnih PCB-a zrakoplovne kvalitete, stopa prolaza metalizacije slijepih rupa povećala se s 82% na 98%, a stopa defekta raslojavanja smanjila se na ispod 0,1%.
Značajno poboljšana pouzdanost: Snaga ljuštenja bakrene folije može doseći 8N/cm, a nakon što je prošla tisuću 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 scenarija visoke frekvencije i vozila.
Usklađenost s okolišem i smanjenje troškova: Ne stvara se visoko toksična otpadna tekućina fluorida, nisu potrebni visoki troškovi obrade opasnog otpada, u skladu s međunarodnim propisima o zaštiti okoliša RoHS i REACH, a dugoročni operativni troškovi smanjeni su za više od 20% u usporedbi s mokrim procesima.
Zadržavanje performansi signala: Modificirano samo s tankim slojem nanomjerne površine na površini, bez oštećenja niskih Dk/Df karakteristika PTFE tijela. Insercijski gubitak na 40 GHz smanjen je za 0,3 dB/inču u usporedbi s tradicionalnim procesima, što ga čini prikladnim za teraherc scenarije milimetarskih valova.