CN105376927A - 一种ptfe产品孔壁的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种PTFE产品的PTFE产品孔壁的加工方法，包括如下步骤，步骤1，对钻孔后的PTFE产品进行微蚀处理，除去孔口处的披锋；步骤2，对微蚀后的PTFE产品进行酸洗洁净孔壁并清除板材表面氧化层；步骤3，依次对酸洗后的PTFE产品进行等离子蚀刻处理和等离子活化处理后完成对PTFE产品孔壁的加工。本发明通过等离子处理及与其配合的前期步骤，不但蚀刻去除孔壁多余的玻纤，解决了孔内毛刺问题，并强化了等离子的活化效果，增加基材的亲水性，增强沉铜孔化的结合力，提高孔壁镀覆质量的效果，同时有效的解决了PTFE产品孔内毛刺及孔壁活化的两大问题，从而也降低PTFE产品对钻孔质量的要求，从而延长钻头使用次数，降低物料成本；操作简单，过程环保，适合批量生产。

Description

一种PTFE产品孔壁的加工方法
技术领域
本发明涉及PTFE产品的加工，具体为一种PTFE产品孔壁的加工方法。
背景技术
PTFE是目前用量最大的一类微波板产品，加工时存在着两大难点。一方面是由于PTFE板材自身“软”“粘”“滑”的特点，在钻孔时会存有未切削干净的玻纤残留在孔壁，镀铜后，镀层顺着玻纤方向延展形成较为明显的孔内毛刺。另一方面PTFE板材亲水性差，容易出现孔内沉铜不良，形成局部空洞，造成产品返工甚至报废，因此常规的PTFE加工方法无法满足宇航产品的高质量，高可靠性需求。目前改善PTFE产品孔壁质量的方法主要有两种：一种是在产品全板镀铜后，进行二次钻孔和孔化该方法对钻孔设备对位精度要求高，且增加了二次加工成本；另一种是使用氢氟酸去除孔壁玻纤，提高加工性，但该方法使用的氢氟酸有剧毒和强腐蚀性，可蚀刻玻璃，其加工过程产生的废水需配置专用的水处理设备进行处理，环保成本巨大。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种能够使得孔壁镀层光滑、连续、完整且无明显芯吸，适用于生产宇航级PTFE产品的PTFE产品孔壁的加工方法。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种PTFE产品孔壁的加工方法，包括如下步骤，
步骤1，对钻孔后的PTFE产品进行微蚀处理，除去孔口处的披锋；
步骤2，对微蚀后的PTFE产品进行酸洗洁净孔壁并清除板材表面氧化层；
步骤3，依次对酸洗后的PTFE产品进行等离子蚀刻处理和等离子活化处理后完成对PTFE产品孔壁的加工。
优选的，步骤1中，微蚀时用4％～6％质量浓度的硫酸溶液和35g/L～65g/L的过硫酸钠溶液组成的微蚀溶液，在1.0-2.0kg/cm2力下均匀喷洒在PTFE板面上，作用时间为10～20s。
优选的，步骤1中，微蚀时用5％质量浓度的硫酸溶液和40g/L的过硫酸钠溶液组成的微蚀液，在1.5kg/cm2压力下均匀喷洒在PTFE板面上，作用时间为15s。
优选的，步骤2中，酸洗时用质量浓度1～4％的硫酸溶液清洗10～30s。
优选的，步骤2中，酸洗时用质量浓度3％的硫酸溶液清洗20s。
优选的，步骤3中，使用体积比为1：1～3：1的O2和CF4的混合气体，在10～40Pa真空度下，以5500～7500W的设备功率对酸洗后的PTFE产品进行等离子蚀刻处理，蚀刻处理时间为30～60min，去除孔壁残留的玻纤。
优选的，步骤3中，使用体积比为1：2～1：1的N2和H2的混合气体，在10～40Pa真空度下，以2000～4000W的设备功率对去除孔内玻纤的PTFE产品进行等离子活化处理，孔壁活化时间为5～20min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过等离子处理及与其配合的前期步骤，不但蚀刻去除孔壁多余的玻纤，解决了孔内毛刺问题，并强化了等离子的活化效果，增加基材的亲水性，增强沉铜孔化的结合力，提高孔壁镀覆质量的效果，同时有效的解决了PTFE产品孔内毛刺及孔壁活化的两大问题，从而也降低PTFE产品对钻孔质量的要求，从而延长钻头使用次数，降低物料成本；本发明操作简单，过程环保，经处理的产品孔壁状态一致性好且成品率高，适合批量生产。
附图说明
图1为本发明实例中所述的PTFE产品处理后孔壁40X金相剖切照片。
图2为本发明实例中所述的PTFE产品钻孔后过孔的40X显微照片。
图3为本发明实例中所述的PTFE产品处理后过孔的40X背光照片。
图4为本发明实例中所述的PTFE产品处理后过孔的孔壁检孔照片。
图5为本发明实例中所述的PTFE产品处理后过孔的40X显微照片。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明所述的方法采取等离子处理解决了PTFE产品孔内毛刺及孔壁活化问题。经可靠性实验验证和生产验证，能够有效提高PTFE产品孔壁的加工质量，其在钻孔后的技术路线如下，微蚀→酸洗→等离子处理。
具体的，钻孔时按照表1中PTFE钻孔参数加工产品，盖板使用0.6mm的环氧光板，垫板使用2.5mm的木质纤维板，钻孔数控制在500内。
表1PTFE板钻孔参数
刀具直径/mm 主轴转速(千转/min) 下钻速度(m/min)
0.40 76 1.62
0.45 74 1.72
0.50/0.55 72 2.00
0.60/0.65/0.70/0.75 64 2.23
0.80/0.85/0.90/0.95 54 2.30
1.00/1.05 44 2.30
1.1/1.15 40 2.20
1.20 36 1.88
1.30 34 1.88
1.40 32 1.88
1.50 30 1.86
1.60 30 1.81
1.70 30 1.54
1.80 26 1.72
1.90 26 1.65
2.00 26 1.51
2.10 22 1.37
2.20 20 1.25
2.30 20 1.10
2.40 20 1.06
2.50 20 0.96
2.60 20 0.92
2.70 20 0.92
2.80 20 0.90
2.90 20 0.87
3.00 20 0.83
3.10 20 0.80
3.20 20 0.80
然后进行微蚀，取5％质量浓度的硫酸溶液和40g/L过硫酸钠溶液组成的微蚀液，除去钻孔后孔口处存在的少量披锋，微蚀作用时间为15s。
再进行酸洗，采用质量浓度3％的硫酸溶液清除板材表面氧化层和洁净孔壁。酸洗作用时间为20s。
最后进行等离子处理：使用表2中等离子配方进行等离子处理，去除孔内残留玻纤并活化孔壁。
表2PTFE板等离子处理参数
第一阶段 第二阶段 第三阶段 第四阶段
N2ml/min 100 / 200 100
H2ml/min / / / 300
O2ml/min / 200 / /
CF4ml/min / 400 / /
处理时间/min 3 40 5 10
真空度/Pa 50 20 20 20
功率/W 5000 6500 3000 3000
等离子处理PTFE孔壁的关键质量控制点取决于产品孔壁的质量，既需要保证孔壁镀层连续、光滑，且不得产生超标准范围的芯吸量。图1为经处理后的PTFE孔壁40X金相结构，图2-图5为对应结构的相关照片，可见产品孔壁镀层光滑、连续、完整且无明显芯吸和凸起。
实例1
一种PTFE产品孔壁的加工方法，包括如下步骤，
步骤1，对钻孔后的PTFE产品进行微蚀处理，除去孔口处的披锋；微蚀时用4％质量浓度的硫酸溶液和35g/L的过硫酸钠溶液组成的微蚀溶液，在1.0kg/cm2压力下均匀喷洒在PTFE板面上，作用时间为10s。
步骤2，对微蚀后的PTFE产品进行酸洗洁净孔壁并清除板材表面氧化层；酸洗时用质量浓度1％的硫酸溶液清洗10s。
步骤3，依次对酸洗后的PTFE产品进行等离子蚀刻处理和等离子活化处理后完成对PTFE产品孔壁的加工。使用体积比为1：1的O2和CF4的混合气体，在10Pa真空度下，以5500W的设备功率对酸洗后的PTFE产品进行等离子蚀刻处理，蚀刻处理时间为30min，去除孔壁残留的玻纤。使用体积比为1：2的N2和H2的混合气体，在10Pa真空度下，以2000W的设备功率对去除孔内玻纤的PTFE产品进行等离子活化处理，孔壁活化时间为5min。
实例2
一种PTFE产品孔壁的加工方法，包括如下步骤，
步骤1，对钻孔后的PTFE产品进行微蚀处理，除去孔口处的披锋；微蚀时用6％质量浓度的硫酸溶液和65g/L的过硫酸钠溶液组成的微蚀溶液，在1.5kg/cm2压力下均匀喷洒在PTFE板面上，作用时间为20s。
步骤2，对微蚀后的PTFE产品进行酸洗洁净孔壁并清除板材表面氧化层；酸洗时用质量浓度4％的硫酸溶液清洗30s。
步骤3，依次对酸洗后的PTFE产品进行等离子蚀刻处理和等离子活化处理后完成对PTFE产品孔壁的加工。使用体积比为3：1的O2和CF4的混合气体，在40Pa真空度下，以7500W的设备功率对酸洗后的PTFE产品进行等离子蚀刻处理，蚀刻处理时间为60min，去除孔壁残留的玻纤。使用体积比为1：1的N2和H2的混合气体，在40Pa真空度下，以4000W的设备功率对去除孔内玻纤的PTFE产品进行等离子活化处理，孔壁活化时间为20min。
实例3
一种PTFE产品孔壁的加工方法，包括如下步骤，
步骤1，对钻孔后的PTFE产品进行微蚀处理，除去孔口处的披锋；微蚀时用5％质量浓度的硫酸溶液和50g/L的过硫酸钠溶液组成的微蚀溶液，在2.0kg/cm2压力下均匀喷洒在PTFE板面上，作用时间为15s。
步骤2，对微蚀后的PTFE产品进行酸洗洁净孔壁并清除板材表面氧化层；酸洗时用质量浓度3％的硫酸溶液清洗20s。
步骤3，依次对酸洗后的PTFE产品进行等离子蚀刻处理和等离子活化处理后完成对PTFE产品孔壁的加工。使用体积比为1：2的O2和CF4的混合气体，在25Pa真空度下，以6000W的设备功率对酸洗后的PTFE产品进行等离子蚀刻处理，蚀刻处理时间为45min，去除孔壁残留的玻纤。使用体积比为1：1.5的N2和H2的混合气体，在30Pa真空度下，以3000W的设备功率对去除孔内玻纤的PTFE产品进行等离子活化处理，孔壁活化时间为10min。

Claims (7)

1.一种PTFE产品孔壁的加工方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤1，对钻孔后的PTFE产品进行微蚀处理，除去孔口处的披锋；
步骤2，对微蚀后的PTFE产品进行酸洗洁净孔壁并清除板材表面氧化层；
步骤3，依次对酸洗后的PTFE产品进行等离子蚀刻处理和等离子活化处理后完成对PTFE产品孔壁的加工。
2.根据权利要求1所述的一种PTFE产品孔壁的加工方法，其特征在于，步骤1中，微蚀时用4％～6％质量浓度的硫酸溶液和35g/L～65g/L的过硫酸钠溶液组成的微蚀溶液，在1.0-2.0kg/cm2力下均匀喷洒在PTFE板面上，作用时间为10～20s。
3.根据权利要求1所述的一种PTFE产品孔壁的加工方法，其特征在于，步骤1中，微蚀时用5％质量浓度的硫酸溶液和40g/L的过硫酸钠溶液组成的微蚀液，在1.5kg/cm2压力下均匀喷洒在PTFE板面上，作用时间为15s。
4.根据权利要求1所述的一种PTFE产品孔壁的加工方法，其特征在于，步骤2中，酸洗时用质量浓度1～4％的硫酸溶液清洗10～30s。
5.根据权利要求1所述的一种PTFE产品孔壁的加工方法，其特征在于，步骤2中，酸洗时用质量浓度3％的硫酸溶液清洗20s。
6.根据权利要求1所述的一种PTFE产品孔壁的加工方法，其特征在于，步骤3中，使用体积比为1：1～3：1的O2和CF4的混合气体，在10～40Pa真空度下，以5500～7500W的设备功率对酸洗后的PTFE产品进行等离子蚀刻处理，蚀刻处理时间为30～60min，去除孔壁残留的玻纤。
7.根据权利要求1所述的一种PTFE产品孔壁的加工方法，其特征在于，步骤3中，使用体积比为1：2～1：1的N2和H2的混合气体，在10～40Pa真空度下，以2000～4000W的设备功率对去除孔内玻纤的PTFE产品进行等离子活化处理，孔壁活化时间为5～20min。
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