劉國(guó)漢（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510730）

聚四氟乙烯多層印制板孔互連分離的改善

劉國(guó)漢
（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510730）

1 問(wèn)題提出

多層板孔互連分離問(wèn)題是指內(nèi)層銅與孔壁銅分離，普通環(huán)氧樹脂板材多層板很少出現(xiàn)孔互連分離問(wèn)題，但聚四氟乙烯多層板由于其材料特殊性，易產(chǎn)生孔互連分離。產(chǎn)生孔互連分離主要是在鉆孔過(guò)程中產(chǎn)生的膠渣過(guò)多或者孔金屬化前除膠渣能力不足造成，如圖1。

圖1 互連分離典型圖示

2 原因分析

聚四氟乙烯多層板產(chǎn)生孔互連分離問(wèn)題，分析原因?yàn)椋壕鬯姆蚁┌宀牡腡g值非常的低，在19 ℃ ～ 25 ℃區(qū)間，聚四氟乙烯板材的機(jī)械加工性極差，基質(zhì)極軟，非常不易于切割，鉆孔中易產(chǎn)生嚴(yán)重毛刺和大量的鉆污，帶來(lái)嚴(yán)重的纏刀。且在鉆孔過(guò)程中產(chǎn)生的鉆污在后續(xù)的沉銅加工過(guò)程中無(wú)論用普通高錳酸鉀或是等離子處理的方法除鉆污都無(wú)法去除。所以鉆孔過(guò)程中一旦產(chǎn)生鉆污，即會(huì)造成互連分離問(wèn)題。以下為某一聚四氟乙烯多層板的電子顯微鏡照片（圖2）。

圖2 EDS元素分析結(jié)果

為防止含聚四氟乙烯高頻多層板發(fā)生互連分離的問(wèn)題，需減少鉆孔過(guò)程產(chǎn)生的鉆污。鉆孔過(guò)程是鉆頭高速切削板材過(guò)程，切削過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的熱，溫度達(dá)到200 ℃以上，超過(guò)了板材的Tg值，，所以需減少鉆污的產(chǎn)生就必須減少鉆孔過(guò)程的發(fā)熱，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)減少鉆孔過(guò)程的發(fā)熱量：

（1）使用切削效果與排塵效果好的鉆頭減少發(fā)熱量；

（2）采用低轉(zhuǎn)速高進(jìn)刀速減少鉆孔過(guò)程中產(chǎn)生的熱量；

（3）采用一種低溫處理的方法來(lái)降低發(fā)熱量。

3 試驗(yàn)及結(jié)果

3.1 不同結(jié)構(gòu)鉆頭對(duì)比試驗(yàn)

對(duì)刀徑0.35 mm的兩種類型的鉆刀進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，刀徑的結(jié)構(gòu)如表1。

表1 刀徑結(jié)構(gòu)

試驗(yàn)結(jié)果（對(duì)比是否產(chǎn)生孔互連分離）如下表2。

表2 不同鉆頭試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

從以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，鉆頭A芯厚薄，螺旋角大，排塵效果更好，可以減少鉆孔過(guò)程產(chǎn)生的鉆污，改善孔互連分離問(wèn)題。

3.2 不同鉆孔參數(shù)對(duì)比試驗(yàn)

鉆孔參數(shù)包括轉(zhuǎn)速、進(jìn)刀速度、退刀速度，是控制孔壁質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)。生產(chǎn)聚四氟乙烯板材的鉆孔參數(shù)一般都是采用低鉆速、快進(jìn)刀速度的方法來(lái)減少鉆孔過(guò)程中的發(fā)熱量，減少鉆孔毛刺及鉆污的產(chǎn)生。特設(shè)置兩組參數(shù)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)板與3.1中的試驗(yàn)板一樣，試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果如表3。

從以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，使用合理的鉆孔參數(shù)B可以改善孔互連分離問(wèn)題。

表3 不同鉆孔參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果

3.3 低溫處理方法的試驗(yàn)結(jié)果

低溫處理的方法是指生產(chǎn)前先用冷凍箱對(duì)生產(chǎn)板進(jìn)行冷凍處理，冷凍溫度達(dá) -30℃ ～ -40℃。冷凍處理完后立即鉆孔，以降低鉆孔過(guò)程的發(fā)熱量，對(duì)比了某一款生產(chǎn)板的冷凍鉆與非冷凍鉆的區(qū)別。試驗(yàn)結(jié)果如表4。

表4 冷凍鉆孔試驗(yàn)結(jié)果

從以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，使用“冷凍鉆孔”的方法可以改善互連分離問(wèn)題。

4 結(jié)論

通過(guò)使用排塵效果好的鉆頭、合理的鉆孔參數(shù)、低溫處理的方法可以改善含PTFE板材的多層板的互連分離問(wèn)題。上述方法均是從降低鉆孔過(guò)程發(fā)熱量，減少鉆污的產(chǎn)生去著手解決互連分離不良問(wèn)題。

劉國(guó)漢，技術(shù)部擔(dān)任研發(fā)工程師一職。

Improvement of hole interconnection separation of PTFE multilayer PCB

LIU Guo-han