【技术大神】纯PTFE多层板压合工艺

时间： 2016-08-15 来源：技术大神活动文章

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微波电路板材,RO3000,6002 18X24 5E/100OHM-5E 0200+-001/DI,6002 18X24 5E/50OHM-5E 0200+-0015/DI

纯PTFE压合多层板

在保持一定的压力下使PTFE材料熔化/重结晶。高温(>325°C，一般370°C），通常需要高压（250-1700 PSI）。

优点：
• 用高性能板材做均质的多层板结构：介电常数低，介电损耗低，TCDK稳定，CTE小

• 相比于用3001，FEP和PFA等没有填充的含氟聚合物薄膜压合的多层板，改善了层与层的对准度

• 层与层之间有更好的结合力

• PTH的可靠性更高

纯PTFE多层板压合，可用芯板直接压合或使用PTFE粘结片

1）芯板直接压合:
用压实的PTFE芯板直接压合在一起（PTFE芯板：用1000-1700PSI的压力压合而成）。将芯板其中一面的铜箔完全蚀刻，叠合在另一个芯板的线路面上（带状线结构），相互叠合的两层，在垂直方向上不能有铜叠加。当上下相对的两层线路有重叠时，需要用完全蚀刻铜箔的芯板去隔开。

2）PTFE粘结片压合：
在两张内层芯板之间用没有经过压合的RT/duroid 6002或者RO3000介质层去做粘结。传统多层板结构：芯板/粘结片/芯板；压合后粘结层变成和芯板一样的介质，粘结片压合会有较好的填充，因此可以使用低的压力。

内层加工流程
1）保护好蚀刻后的基材表面，禁止磨刷或者其它机械打磨。

2）内层铜箔表面通常需要干净、无氧化、微蚀处理。大多数加成氧化或氧化替代法，都无法承受纯PTFE压合时所使用的高温。ATO的Bondfilm是采用减成方式的氧化替代法，它在高温下比较稳定，并且可以提高铜箔表面的粘结力。

3）确保内层板在多层板压合前干燥，110°C-125°C烘烤30到120分钟（最好是真空烘烤）。

多层板的排板
钢板、离型膜、热阻材料等物料必须能承受纯PTFE压合所需的高温。
• 304型不锈钢板（热膨胀系数几乎和陶瓷填充的PTFE相同）
• 用铜箔或铝片作为离型膜，有时需要用两张
• 硅铝陶瓷纤维（fiberfrax）作为热阻材料/层压垫（装在铝膜袋内）

压合程序
1）开始阶段的升温速率可以很快（3-5C/min），但是在温度接近或到达325°C时，升温速率要降低到2°C/min。
• 继续升温到370°C，保持1小时
• 料温达到370°C，需要至少保持30分钟
• 慢慢降温（1°C/min）降到315°C，然后以2°C/min的速率降到260°C
• 降温至少到260°C的过程必须保持压力
• 260°C以下，可以加快冷却

2）压力设定范围通常是在250PSI到1700PSI之间，其大小取决于填充要求，粘结类型（芯板还是粘结片），和最终对电气性能的要求

3）压合需要在真空或惰性气体中进行，为了避免铜面氧化和树脂老化，氧气必须被隔离。

纯PTFE多层板压合的研究
1）选取RO3000系列板材，对比芯板+芯板结构与芯板+粘结片结构在填充性方面的差异。
• 使用PTFE粘结片：
a) 增加内层图形的填充性/密闭性
b) 改善Z向间距的一致性
c) 减少内层线路被挤压入芯板介质内

对比其它的关键特性
1）纯PTFE压合的芯板&粘结层
• RO3003，RO3006，RO3010
• 250，500，750，1000 PSI
• 4-6F/Min升温到600F，2-4F/Min升温到700F，停留30-90分钟，2F/Min冷却到550F，4-8F/Min冷却到小于250F

2）测试介电常数，介电损耗，密度，厚度，吸水率

作者：罗杰斯吴云龙

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全部评论（9）

叶少专注高频微波pcb116425136 Lv8. 研究员 2018-08-23

学习了
用户46498170 Lv3. 高级工程师 2018-06-30

学习
游来游去 Lv8. 研究员 2018-06-06

学习
夏天 Lv5. 技术专家 2018-03-30

值得学习啊
Jackie0078 Lv8. 研究员 2018-03-05

有比较过RO3003与H5300的参数吗？

游来游去 Lv8. 研究员 2017-12-07

学习
JANE Lv8 2016-08-15

学习了~
用户_8239 Lv7. 资深专家 2016-08-15

图标详细，值得学习
用户28433895 Lv3. 高级工程师 2016-08-15

不了解，学习到了，感谢！

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产品型号	品类	产品系列	介电常数（Dk）	正切角损耗（Df）	介质厚度(mm)(mil)	导热系数W/(m·K)	铜箔类型	铜箔1厚度	铜箔2厚度	尺寸(inch)
5880LZNS 24X18 H1/H1 R4 0100+-001/DI	层压板	RT/duroid® 5880LZ	2	0.0027	0.254mm(10mil)	0.33	电解铜	H1	H1	24X18