CN107343359A - 一种ptfe材料的pcb板机械孔的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，包括如下步骤：开料→钻孔→激光去毛刺→等离子处理→高压水洗→沉铜处理。本发明主要是采用激光返钻孔去除PTFE材料的PCB板机械孔孔内的毛刺，利用激光的高温使机械孔内的毛刺碳化，以达到去除孔内毛刺，保证孔内透光的目的，这样可以减少多次的返钻孔步骤和人工检查步骤，提升PTFE材料的PCB板机械孔的加工效率，降低加工成本。本发明一种PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，具有简化加工流程，降低加工成本，提升加工效率，保证机械孔的质量，减少不良率等优点。

Description

一种PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法
技术领域
本发明涉及PTFE材料的PCB板加工技术领域，具体为一种PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法。
背景技术
PTFE高频材料特性质地柔软，材料费用是常规材料的10倍以上，且多为进口材料，在传统的PTFE高频材料上进行钻孔加工时，如图1所示，一般包括如下步骤：开料→钻孔→检查→返钻孔→检查→等离子处理→高压水洗→沉铜处理；钻孔加工时由于材料同时具有的耐高温特性，导致钻咀刃带有残丝情况，导致排屑不良，造成孔内毛刺残留，甚至堵孔问题，特别是0.2mm以下微小机械孔，表现特别明显，孔内毛刺堵孔会导致后工序孔内无法金属化，造成整批报废的情况产生，行业内常规的加工工艺采用的是多次机械钻孔工艺，辅助人工检查的方式有发现堵孔再返钻的方式，甚至返工多次后良率仍无法保证，影响效率，且品质无法保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，可以简化加工流程，降低加工成本，提升加工效率，保证机械孔的质量，减少不良率。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
一种PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，包括如下步骤：
步骤一：开料，将大块的PTFE材料板材放置在裁切设备上，按照工程资料裁切出符合要求的小块PTFE材料基板；
步骤二：钻孔，将上述裁切完成的PTFE材料基板放置到钻孔机上，对PTFE材料基板按照工程资料要求进行钻孔；
步骤三：激光去毛刺，对上述步骤二完成钻孔的PTFE材料基板进行返钻孔，将完成钻孔的PTFE材料基板放置在激光钻机机台上，利用激光钻机的激光束烧蚀PTFE材料基板上机械孔的孔壁，使激光的高温将孔内的毛刺碳化；
步骤四：等离子处理，将上述完成激光返钻孔的PTFE材料基板放入到等离子处理的设备中，由设备中的气体对PTFE材料基板上的孔壁及表面进行等离子处理，以去除PTFE材料基板孔壁残留的胶渣及表面上的灰尘、油污等；
步骤五：高压水洗，将上述完成等离子处理的PTFE材料基板采用高压水枪进行清洗，去除PTFE材料基板上经过上述步骤后残留的污物等；
步骤六：沉铜处理，将上述完成高压水洗的PTFE材料基板进行沉铜处理，沉铜处理完成后即完成PTFE材料基板孔位金属化过程。
本发明主要是根据常规工艺步骤对PTFE材料基板进行钻孔，钻孔完成后，再采用激光烧蚀PTFE材料基板上的机械孔孔壁，利用激光的高温将孔内的毛刺碳化，可保证孔内的毛刺清除，保证孔内透光，再经过后续的等离子处理、高压水洗和沉铜处理后，可以形成可靠性好的金属化导通孔，保证导通孔可靠的电气性能，这样可以避免PTFE材料基板加工孔位时出现堵孔现象，减少返钻孔的次数和人工检查的次数，提升PTFE材料基板加工机械孔的效率；而且采用激光返钻孔去除孔内毛刺，可以避免多次的返钻孔对PTFE材料基板的损坏，有效的降低PTFE材料基板的不良率，提升PTFE材料基板加工机械孔的质量。
进一步地，所述步骤一与步骤二之间存在有钻孔前的表面处理，将裁切完成的PTFE材料基板放置到表面处理液中，表面处理液由Na2S2O8和H2SO4混合而成，利用表面处理液对PTFE材料基板的表面进行清洗，去除PTFE材料基板上铜箔表面的防氧化处理保护层。本发明PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，采用Na2S2O8和H2SO4的混合液清洗PTFE材料基板表面，可有效去除PTFE材料基板表面上的防氧化处理保护层的同时，也可以保证PTFE材料基板不会被拉伸损坏，降低PTFE材料基板加工机械孔的不良率。
进一步地，所述步骤二对PTFE材料基板进行钻孔时，起始切削量为2.5-3.0mil，钻速控制在300-450SFM，回缩速率不应超过500IPM。本发明PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，一般采用新钻头进行钻孔操作，以保证机械孔孔壁的光滑度和洁净度，避免钻头上的污物粘附在孔壁上；而采用过高的回缩速率也容易使一些污物粘附在孔壁内而不易脱落，影响后续的机械孔的电气性能等。
进一步地，所述步骤三对PTFE材料基板进行激光去毛刺时，激光返钻孔的孔径按照比原孔径少0.05-0.03mm的尺寸进行加工。本发明PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，一般采用CO2激光机进行返钻孔加工去毛刺，应控制激光束能量不能过大，由于PTFE材料质软，激光束的温度高，若激光返钻孔的孔径过大容易使PTFE材料基板上的机械孔孔壁受热变形，而若激光返钻孔的孔径过小则无法彻底烧蚀毛刺，使PTFE材料基板上的机械孔孔壁上的毛刺清除不彻底而需再返钻孔加工。
进一步地，所述步骤四对PTFE材料基板进行等离子气体处理时，采用等离子气体清洗机，等离子气体由N2与H2混合而成。本发明PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，采用N2与H2的混合气体对PTFE材料基板进行等离子处理，可以有效的去除PTFE材料基板孔壁残留的胶渣、表面上的灰尘、油污等污物以及静电，提高PTFE材料基板表面的附着力，进而提高PTFE材料基板表面粘接的可靠性和持久性。
进一步地，所述步骤五对PTFE材料基板进行沉铜处理时，将PTFE材料基板放入到渡液中进行沉铜处理，渡液主要由CuSO4、H2SO4和HCl混合而成。本发明PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，采用化学沉铜方式来完成PTFE材料机械孔的金属化工作，一般CuSO4含量控制在60-100g/L，CuSO4含量过低会使沉积速率变慢，过高则会沉积速率过快，结晶颗粒粗大，使板面与孔内厚度差别过大；而H2SO4的含量一般控制在180-220g/L，H2SO4在渡液中的主要作用是增加渡液的导电能力，防止Cu2+水解，H2SO4在渡液中浓度太高则渡液分解能力差，太低会使镀层脆性增加，韧性下降；HCl的氯离子可提高阳极的活性，促进阳极正常溶解，防止阳极钝化，还可以减少因阳极溶解不完全产生的铜粉，提高镀层的光亮和整平能力，改善镀层质量， HCl的含量一般控制在30-80mg/L即可。
本发明PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，与现有技术相比，具有如下的有益效果：
第一、简化加工流程，降低加工成本，本发明采用激光返钻孔去除孔内毛刺，可以彻底清除PTFE材料的PCB板机械孔孔内的毛刺，减少返钻孔的次数和人工检查次数，提供一种简单经济的PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，简化加工流程，降低加工成本；
第二、提升加工效率，本发明可以采用激光返钻孔去除孔内毛刺，可以减少多次的返钻孔和人工检查步骤，简化加工流程，减少加工所需的时间，有效的提升加工的效率；
第三、保证机械孔的质量，本发明采用激光返钻孔去除孔内毛刺，可以避免多次的返钻孔对PTFE材料基板的损坏，有效的降低PTFE材料基板的不良率，提升PTFE材料基板加工机械孔的质量；
第四、减少不良率，本发明采用本发明采用激光返钻孔去除孔内毛刺，可以避免多次采用钻孔机返钻孔，而且采用化学方式对PTFE材料基板进行清洗、等离子处理和沉铜处理，避免PTFE材料基板使用过多的机械加工而被拉伸损坏，减少PTFE材料基板加工机械孔的不良率。
附图说明
图1为原始PTFE材料的PCB板机械孔的加工流程示意图；
图2为本发明的PTFE材料的PCB板机械孔的加工流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明产品作进一步详细的说明。
实施例一：
如图2所示，本实施例实现0.2mm孔径的PTFE材料的PCB板机械孔的加工，包括如下步骤：
步骤一：开料，将大块的PTFE材料板材放置在裁切设备上，按照工程资料裁切出符合要求的小块PTFE材料基板，裁切完成后将对上述PTFE材料基板进行钻孔前的表面处理，钻孔前的表面处理需将PTFE材料基板放置到表面处理液中，表面处理液由Na2S2O8和H2SO4混合而成，然后利用表面处理液对PTFE材料基板的表面进行清洗，去除PTFE材料基板上的铜箔表面的防氧化处理保护层；
步骤二：钻孔，将上述裁切完成的PTFE材料基板放置到钻孔机上，选用加工0.2mm孔径的新钻头，设定钻孔机的钻头起始切削量为3.0mil，钻速控制在450SFM，回缩速率控制在500IPM；
步骤三：激光去毛刺，对上述步骤二完成钻孔的PTFE材料基板进行返钻孔，将完成钻孔的PTFE材料基板放置在激光钻机机台上，采用功率为200W的CO2激光钻机，频率控制在100hz，光束直径控制在0.15mm，设置完成后，对PTFE材料基板上的机械孔进行烧蚀，利用激光的高温将孔内的毛刺碳化；
步骤四：等离子处理，将上述完成激光返钻孔的PTFE材料基板放入到等离子气体清洗机中，等离子气体由N2与H2混合而成，控制N2的流量为300cc/min，H2的流量为300cc/min，温度为30℃，等离子处理时间为45min，用于对PTFE材料基板上的孔壁及表面进行等离子处理，以去除PTFE材料基板孔壁残留的胶渣及表面上的灰尘、油污等；
步骤五：高压水洗，将上述完成等离子处理的PTFE材料基板采用高压水枪进行清洗，去除PTFE材料基板上经过上述步骤后残留的污物等，水洗完成后将PTFE材料基板烘干送入到下一工序上；
步骤六：沉铜处理，将上述完成高压水洗并烘干的PTFE材料基板进行沉铜处理， PTFE材料基板进行沉铜处理时，将PTFE材料基板放入到渡液中进行沉铜处理，渡液主要由CuSO4、H2SO4和HCl混合而成，其中控制CuSO4的含量为100g/L，H2SO4的含量为220g/L，HCl的含量为80mg/L，沉铜处理完成后，对PTFE材料基板进行清洗并烘干，完成PTFE材料的PCB板机械孔的加工。
实施例二：
如图2所示，本实施例实现0.15mm孔径的PTFE材料的PCB板机械孔的加工，包括如下步骤：
步骤一：开料，将大块的PTFE材料板材放置在裁切设备上，按照工程资料裁切出符合要求的小块PTFE材料基板，裁切完成后将对上述PTFE材料基板进行钻孔前的表面处理，钻孔前的表面处理需将PTFE材料基板放置到表面处理液中，表面处理液由Na2S2O8和H2SO4混合而成，然后利用表面处理液对PTFE材料基板的表面进行清洗，去除PTFE材料基板上的铜箔表面的防氧化处理保护层；
步骤二：钻孔，将上述裁切完成的PTFE材料基板放置到钻孔机上，选用加工0.15mm孔径的新钻头，设定钻孔机的钻头起始切削量为2.5mil，钻速控制在350SFM，回缩速率控制在350PM；
步骤三：激光去毛刺，对上述步骤二完成钻孔的PTFE材料基板进行返钻孔，将完成钻孔的PTFE材料基板放置在激光钻机机台上，采用功率为200W的CO2激光钻机，频率控制在100hz，光束直径控制在0.12mm，设置完成后，对PTFE材料基板上的机械孔进行烧蚀，利用激光的高温将孔内的毛刺碳化；
步骤四：等离子处理，将上述完成激光返钻孔的PTFE材料基板放入到等离子气体清洗机中，等离子气体由N2与H2混合而成，控制N2的流量为300cc/min，H2的流量为300cc/min，温度为30℃，等离子处理时间为45min，用于对PTFE材料基板上的孔壁及表面进行等离子处理，以去除PTFE材料基板孔壁残留的胶渣及表面上的灰尘、油污等；
步骤五：高压水洗，将上述完成等离子处理的PTFE材料基板采用高压水枪进行清洗，去除PTFE材料基板上经过上述步骤后残留的污物等，水洗完成后将PTFE材料基板烘干送入到下一工序上；
步骤六：沉铜处理，将上述完成高压水洗并烘干的PTFE材料基板进行沉铜处理， PTFE材料基板进行沉铜处理时，将PTFE材料基板放入到渡液中进行沉铜处理，渡液主要由CuSO4、H2SO4和HCl混合制成，其中控制CuSO4的含量为60g/L，H2SO4的含量为180g/L，HCl的含量为30mg/L，沉铜处理完成后，对PTFE材料基板进行清洗并烘干，完成PTFE材料的PCB板机械孔的加工。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：开料，将大块的PTFE材料板材放置在裁切设备上，按照工程资料裁切出符合要求的小块PTFE材料基板；
步骤二：钻孔，将上述裁切完成的PTFE材料基板放置到钻孔机上，对PTFE材料基板按照工程资料要求进行钻孔；
步骤三：激光去毛刺，对上述步骤二完成钻孔的PTFE材料基板进行返钻孔，将完成钻孔的PTFE材料基板放置在激光钻机机台上，利用激光钻机的激光束烧蚀PTFE材料基板上机械孔的孔壁，使激光的高温将孔内的毛刺碳化；
步骤四：等离子处理，将上述完成激光返钻孔的PTFE材料基板放入到等离子处理的设备中，由设备中的气体对PTFE材料基板上的孔壁及表面进行等离子处理，以去除PTFE材料基板孔壁残留的胶渣及表面上的灰尘、油污等；
步骤五：高压水洗，将上述完成等离子处理的PTFE材料基板采用高压水枪进行清洗，去除PTFE材料基板上经过上述步骤后残留的污物等；
步骤六：沉铜处理，将上述完成高压水洗的PTFE材料基板进行沉铜处理，沉铜处理完成后即完成PTFE材料基板孔位金属化过程。
2.根据权利要求1所述的PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，其特征在于：所述步骤一与步骤二之间存在有钻孔前的表面处理，将裁切完成的PTFE材料基板放置到表面处理液中，表面处理液由Na2S2O8和H2SO4混合而成，利用表面处理液对PTFE材料基板的表面进行清洗，去除PTFE材料基板上的铜箔表面的防氧化处理保护层。
3.根据权利要求1所述的PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，其特征在于：所述步骤二对PTFE材料基板进行钻孔时，起始切削量为2.5-3.0mil，钻速控制在300-450SFM，回缩速率不应超过500IPM。
4.根据权利要求1所述的PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，其特征在于：所述步骤三对PTFE材料基板进行激光去毛刺时，激光返钻孔的孔径按照比原孔径少0.05-0.03mm的尺寸进行加工。
5.根据权利要求1所述的PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，其特征在于：所述步骤四对PTFE材料基板进行等离子气体处理时，采用等离子气体清洗机，等离子气体由N2与H2混合而成。
6.根据权利要求1所述的PTFE材料的PCB板机械孔的加工方法，其特征在于：所述步骤五对PTFE材料基板进行沉铜处理时，将PTFE材料基板放入到渡液中进行沉铜处理，渡液主要由CuSO4、H2SO4和HCl混合而成。
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