CN105376927B - 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
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2 PTFE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 (5)
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;
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;
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。
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。
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- 2015-09-24 CN CN201510617140.8A patent/CN105376927B/zh active Active
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