【摘要】本项目完成了玻璃布增强陶瓷填充的ptfe材料多层板的工艺方法开发，成功地加工出12层ptfe多层板样板。
【关键词】ptfeptfe多层板可靠性ptfe粘结片
1. 前言
随着微波领域的频率越来越高，ptfe多层板作为微波器件以及高速背板的需求将会越来越多。根据这种情况，我们进行ptfe多层板的技术进行系统的开发，并制作了12层的ptfe多层板样板。
2. 试验设计
2.1 样板要求
dk=3.0，df=0.0023(10g hz),厚度3.7mm，有阶梯槽结构，有两层层间对位要求+/-0.01mm。
2.1 基材选型
2.1.1 板材分类
板材可分为5类：
① ptfe+玻璃布。可加工性差。
② ptfe+无纺玻璃布。可加工性好。
③ ptfe+陶瓷填料可加工性最好。
④ ptfe+玻璃布+陶瓷填料。性能较纯ptfe加玻璃布加工性略好。
⑤ ptfe粘接片分为：ptfe粘接片，bt包裹ptfe半固化片，ptfe半固化片。
根据样板性能要求以及材料性能价格等因素，我们作如下的材料选择：
芯板选择加工难度最大的ptfe＋玻璃布及ptfe＋玻璃布＋陶瓷填料的材料。粘结片选择ptfe粘结片。
2.1.2 板材特性
a. 物理化学特性
ptfe材料具有优良的电性能，良好的化学稳定性。其介电常数较低，且在2.0~3.5之间，随频率变化不明显，1g和10g的介电常数基本没变化，因此常用于微波通信和高速数字处理。我们这里主要应用的就是这种性能。加陶瓷填料后介电常数升高。
b. 加工特性
ptfe板材加工性极差。材质较软，压合时，ptfe流胶少；ptfe材料本身极性小，吸附性很差。因此，我们可以知道ptfe材料具有以下的问题：
由于板材制作时，玻璃纤维所浸填料和玻璃纤维结合力小，压合流胶量亦小，导致玻璃纤维之间没有树脂粘结和支撑，相互间没有结合力，因此钻孔容易将玻璃纤维打散，导致部分纤维切削不断。
① tfe材料本身极性小,基材和玻璃布之间基材和铜箔之间的结合力较差，因此沉铜难度大， 印制阻焊难度也较大，板材亦不耐机械力冲击，ptfe和玻璃布之间容易出现分层。
② 材料较软，材料软，易变形，对玻璃纤维及铜箔的支撑小，加上问题①里描述的原因，受机械力易变形且钻孔时对玻纤的切削效果不好，不易一次切断，导致有未切断的玻璃纤维存在。同时ptfe也易产生未切断的ptfe钻屑。
c. ptfe粘结片简介
ptfe粘结片：一种透明的热塑性粘结片，厚度一般为1.5mil,3.0mil。介电常数一般为2.3，介质损耗为压合温度为220℃以上，流胶较少，易出现流胶不足问题。我们制作微波器件，因此选用此种材料。
2.1.3 选材结果
根据样板需求及试验需要，我们选用a、b、c供应商的材料进行试验，芯板材料涉及范围dk=2.5~3.5。样板材料为dk=3.0(10ghz),df=0.0023(10ghz)。
2.2 因素分析
由材料的特性,我们知道ptfe材料多层板加工的主要问题集中在压合，钻孔，pth，油墨印制等方面。针对以上问题我们作如下试验方法设计。
2.3 工艺方法设计
2.3.1 钻孔
由于材料比较软，玻璃纤维比较软，容易产生毛刺，因此需要加比较硬的特殊盖板和垫板。同时ptfe材料也可能出现未切断而残留在孔壁上的情况，由于玻璃纤维得到ptfe的支撑少，因此需要采用较小的进钻速度（需要用试验确定是否需要较小的进钻速度）。由于玻璃纤维之间没有树脂粘接所以相互之间没有结合力，钻孔一次未切断就容易产生未玻纤未切断的情况，电镀形成镀瘤。同时由于ptfe材料较软，ptfe材料也可能出现未切断而残留在孔壁上的情况。因此选用新钻头以保证钻头的锋利程度，使得能够一次切削完成。
盖板和垫板上的树脂在高温下，会粘在孔壁，同时也会将部分钻屑（ptfe和玻璃纤维碎屑）粘在孔壁上，电镀形成镀瘤，因此去钻污是必要的。
由于每一种ptfe材料的填料，玻璃布选择等不一样，因此可能每一种材料的钻孔参数都不一样。
针对以上分析，我们将试验主要放在，垫盖板选择，钻孔参数试验，钻头型式改进上。
a. 垫盖板选择
垫盖板目前比较理想的是选用酚醛树脂材料，这种板材料比较硬，但是酚醛树脂玻璃化温度较低，更容易产生钻污，对钻头磨损大。
b. 参数试验
① 试验方法
试验者第一次试验该材料钻孔参数，对该材料的钻孔特性不能较精确的理解，试验以已有的ptfe钻孔参数为基准,根据单钻进刀量（转速和进刀量的综合参数），线速度（转速），退刀速度三种参数，用正交方法大范围变化地进行参数组合，并根据经验和理论分析，去掉一些可采用几率较小的参数组合。在此基础上选择优化参数方向，在该方向上再进行较大范围的参数组合，试验完成后就基本确定了钻孔参数的取值范围。再在该小范围内进行参数组合，确定较精确的参数组合。然后选出合适的钻孔参数。按照正常方式确定最大孔数.
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