PTFESe on ydinsubstraatti ultrakorkeiden taajuuksien skenaarioissa, kuten 5G-millimetriaalto- ja satelliittiviestinnässä, mutta sen materiaaliominaisuudet johtavat suoraan kolmeen suureen teollisuustason pullonkauluun metallointiprosessissa pitkään:
Pintaaktivointi on erittäin vaikeaa: CF-sidosenergia PTFE-molekyyliketjuissa on jopa 485 kJ/mol ja pintaenergia vain 20 mJ/m². Perinteinen kemiallinen kuparipinnoitusesikäsittely ei voi tuhota sen inerttiä rakennetta, ja kuparikerroksen adheesiovoima on paljon pienempi kuin IPC-standardien vaatima 0,7 N/mm.
Lämpöjännityksen aiheuttama luotettavuushäiriö: PTFE:n lämpölaajenemiskerroin on yli 5 kertaa FR-4:n lämpölaajenemiskerroin, mikä on vakava epäsuhta kuparikalvon CTE:n kanssa. Mikrohalkeamien esiintyvyys rei'itetyssä kuparissa uudelleenvirtausjuottamisen ja kylmän kuuman syklin aikana voi nousta 18 %:iin ja 30 % varhaisista suurtaajuuslevyjen vioista johtuu rajapinnan vaurioista.
Jäljelle jäänyt porausjäännös estää sähköliitännät: PTFE-materiaalin sitkeys on kolme kertaa suurempi kuin FR-4, ja porauksen aikana tapahtuva elastinen pomppiminen muodostaa 5-8 μm paksua sulaa porausjätettä reiän seinämään. Ilman optimoitua prosessia porausjätteen peittoaste voi nousta 40 %:iin, mikä johtaa suoraan 15 % lisäykseen metalloitujen tyhjien osien määrässä.
Vaikka natriumnaftaleenin perinteinen märkäkäsittely voi saada aikaan aktivoitumisen, siinä on puutteita, kuten erittäin myrkyllinen jäteneste, tiukka lämpötilan säätö reaktiolle ja aktivointikerroksen huono kestävyys. Ympäristönsuojelun ja tuoton välistä ristiriitaa ei voida sovittaa yhteen pitkään aikaan.
Plasmakäsittelyn ydinpäivityslogiikka
Plasmakäsittely hyödyntää fysikaalisen pommituksen ja kemiallisen reaktion kaksoisvaikutusta PTFE:n pinnan nanomittakaavan ohuen kerroksen modifioimiseksi välttäen täysin märkäprosessitekniikan luontaiset viat.
Fysikaalinen mikrokarhennus: Korkeaenergiset argon- ja happi-ionit pommittavat reiän seinämää suurella nopeudella kuorimalla pois sulaneen porausjätteen ja muodostaen nanomittakaavan koveran kuperan rakenteen, jonka pinnalle on 0,5-2 μm Ra. Kuparin kerrostamisen jälkeen kuparikerros upotetaan mikrorakenteeseen mekaanisen lukituksen muodostamiseksi, mikä parantaa merkittävästi sidosvoimaa.
Suunnattu kemiallinen oksastus: O2/CF4-seoskaasun käyttö, CF-sidosten selektiivinen katkaisu PTFE-pinnalla, fluorihiilisuhteen vähentäminen 2,0:sta alle 1,4:n, polaaristen ryhmien, kuten hydroksyyli- ja karboksyyliryhmien synkroninen oksastaminen, pintaenergian nostaminen 20 mJ:sta yli 5 m²:n Nm2/m²:lle. laskeuma.
Alhaisen lämpötilan rikkomattomat ominaisuudet: Koko käsittelylämpötilaa säädetään 40-60 asteessa ilman lämpöshokin aiheuttamaa levyn muodonmuutosta, eikä se vahingoita itse PTFE-substraatin matalia dielektrisiä ominaisuuksia. Se soveltuu erilaisille lämpöherkille korkeataajuisille erikoislevyille.
Tuotantohyötyjen vertailu prosessipäivityksen jälkeen
Sen jälkeen kun perinteinen natriumnaftaleeniprosessi on korvattu plasmakäsittelyllä, suurtaajuuslevyvalmistuksen ydinindikaattorit ovat saavuttaneet kattavan harppauksen:
Merkittävä parannus saannossa: Kun tätä tekniikkaa sovellettiin ilmailu- ja avaruusluokan korkeataajuisten piirilevyjen tuotantolinjaan, sokean reiän metalloinnin läpäisyaste nousi 82 %:sta 98 %:iin ja delaminaatiovirheiden määrä laski alle 0,1 %:iin.
Luotettavuus parantunut merkittävästi: Kuparifolion kuoriutumislujuus voi saavuttaa 8 N/cm, ja kun se on läpäissyt tuhannen kylmä- ja kuumashokkitestin lämpötilassa -55 astetta ~ 125 astetta, kuparireikien vastuksen muutosnopeus on pienempi tai yhtä suuri kuin 5%, täyttää täysin sotilaallisten ja ajoneuvojen korkeataajuisten skenaarioiden vaatimukset.
Ympäristövaatimustenmukaisuus ja kustannussäästöt: Ei synny erittäin myrkyllistä fluoridijätenestettä, ei vaadi korkeita vaarallisten jätteiden käsittelykustannuksia, kansainvälisten RoHS- ja REACH-ympäristömääräysten mukaisesti, ja pitkän aikavälin käyttökustannukset pienenevät yli 20 % märkäprosesseihin verrattuna.
Signaalin suorituskyvyn säilyttäminen: Vain modifioitu nanomittakaavan ohuella kerroksella vahingoittamatta PTFE-rungon alhaisia Dk/Df-ominaisuuksia. Lisäyshäviö 40 GHz:llä on pienempi 0,3 dB/tuuma verrattuna perinteisiin prosesseihin, mikä tekee siitä sopivan millimetriaallon terahertsiskenaarioihin.