CN109618492A - 一种ptfe电路板孔的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种PTFE电路板孔的加工方法，涉及印制电路板（PCB）领域，加工方法的步骤包括：S1:首先在目标孔位置预先钻削一个比目标孔直径小的预钻小孔；S2:在预钻小孔孔壁增加一层表面强化层；S3:以预钻小孔为中心，继续对目标孔钻削。采用预钻小孔方式，减少切屑量，减少大量连续切屑带来的排屑不畅、钻削温度高、毛刺高及钻污问题；采用电镀或塞孔方式在小孔孔壁增加一层强化层，使PTFE材料切屑发生极小变形时便被剥离，改善PTFE材质软所带来的孔粗及灯芯问题。

Description

一种PTFE电路板孔的加工方法
技术领域
本发明涉及印制电路板（PCB）领域，具体涉及一种PTFE电路板孔的加工方法。
背景技术
在PCB制造行业，随着高频、高速信号传输需求的日益增长，聚四氟乙烯（PTFE，Poly Tetra Fluoro Ethylene）树脂因其具有极低且稳定的介电性、耐候性、耐强酸强碱性能，被用作微波高频板印制电路板的介电层材料。该类PTFE电路板广泛应用于航空航天与卫星通讯、5G通讯基站等领域，要求信号在高频传输过程损耗小，其中保证孔的高质量加工是关键技术之一。
目前PTFE电路板孔加工存在主要问题：由于PTFE材质软，钻削加工时产生连续切屑，切屑缠绕钻头、阻碍排屑，造成钻削温度升高、孔口毛刺及孔内钻污。此外，PTFE树脂对玻纤布支撑力不足，在钻削力的作用下，玻璃纤维发生形变不易切断，浸润的PTFE树脂容易脱落，形成孔壁玻纤凸起及树脂空洞，造成孔壁粗糙度及灯芯大的钻孔质量问题。这些孔质量问题严重影响了PTFE电路板在高频信号传输中的使用，因此，如何解决PTFE电路板加工过程PTFE材质软及易产生大量连续切屑问题是重要研究方向。
目前，针对PTFE电路板孔加工问题有以下几种方法：1.将酚醛树脂板、一次加工的PTFE材质PCB板和FR-4无铜光板依次叠置后进行钻削，可减少PTFE材质PCB板在钻削过程中的毛刺产生。2.使用液氮喷洒方法，液氮喷洒方向正对PTFE材质PCB板件需加工部位，以此来降低钻削温度，从而减少毛刺和钻污的产生。3.通过间断式冷冻方法，对PTFE材质PCB板件进行间断式冷冻箱冷冻，使其钻削过程中保持低温加工，以此减少钻污等缺陷。通过以上工艺方法可改善PTFE高频板钻削过程的毛刺及钻针缠屑问题，但是以上方法存在一定的质量效果较差、效率较差、成本较高、安全隐患等局限性。
因此，亟需一种高质量和高安全性的PTFE电路板孔的加工方法。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种PTFE电路板孔的加工方法，实现高质量和高安全性的PTFE电路板孔加工。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种PTFE电路板孔的加工方法，包括以下步骤：
S1:首先在目标孔位置预先钻削一个比目标孔直径小的预钻小孔；
S2:在预钻小孔孔壁增加一层表面强化层；
S3:以预钻小孔为中心，继续对目标孔钻削。
其中，在步骤S1预钻小孔之前先在PTFE板面加工两个定位销孔，用于定位板材。
其中，在步骤S1中所述预钻小孔的直径范围为目标孔直径的75%～85%。
其中，在步骤S2中所述表面强化层为电镀强化层或塞孔强化层。
其中，所述电镀强化层采用直接电镀铜工艺进行增加，对预钻小孔进行先黑孔化再镀铜，采用金属钯系列导电膜制程在预钻小孔孔壁沉积导电金属钯，再通过酸性电镀铜使孔壁铜厚度增加到20～40μm，形成强化层。
其中，所述金属钯系列导电膜制程的制作步骤为：微蚀->水洗->预浸->活化吸附钯->水洗->后处理->水洗。
其中，所述电镀铜的电流密度为2.0～4.8ASD，电镀溶液为75g/L硝酸铜、105ml/L硫酸或铜光剂中的一种，温度为20～24℃，电镀时间为28～32min。
其中，所述电镀铜的电流密度为4.8ASD，电镀溶液为105ml/L硫酸，温度为22℃，电镀时间为30min。
其中，在步骤S2中所述塞孔强化层的材料为树脂或油墨。
其中，在步骤S3中，所述目标孔直径小于0.55mm。
本发明的有益效果：1、采用预钻小孔方式，减少切屑量，减少大量连续切屑带来的排屑不畅、钻削温度高、毛刺高及钻污问题，从而提高电路板孔的质量；2、采用直接电镀铜或塞孔方式在小孔孔壁增加一层强化层，以增加钻削表面硬度，依靠该表面强化层在PTFE材料上的结合力，使钻削过程中强化层与PTFE材料发生近乎等量的弹性变形和塑性变形，以此使PTFE材料切屑发生极小变形时便被剥离，改善PTFE材质软所带来的孔质量问题，从而提高了PTFE电路板在高频信号传输中的安全性。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明定位销孔和目标孔的示意图；
图2是本发明预钻孔的示意图；
图3是本发明电镀强化层的示意图；
图4是本发明塞孔强化层的示意图。
图中包括有：
定位销孔10，目标孔2，PTFE电路板1，预钻孔3，电镀强化层4，塞孔强化层5。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明并不局限于此。
实施例1
本实施例为无玻纤无填料PTFE电路板，孔径大小为0.5mm，加工步骤如下：
如图1所示，首先在PTFE电路板1面加工两个孔径为3.175mm定位销孔10，以保证后续预钻小孔与钻目标孔时两次装夹不偏位，用定位销定位板材，在孔直径为0.5mm的目标孔2位置，采用机械钻（或激光钻）预钻一个同心孔直径0.3mm的预钻孔3，如图2所示；
再对预钻了小孔板材进行等离子除胶渣、洗板等前处理，然后在预钻孔3孔壁增加一层表面强化层，如图3所示，强化层为电镀强化层4，采用直接电镀铜进行增加，对目标孔2进行先黑孔化再镀铜，采用金属钯系列导电膜制程在预钻小孔孔壁沉积导电金属钯，再通过酸性电镀铜使孔壁铜厚度增加到20-40μm，本实施例优选为30μm，形成电镀强化层4。
以上步骤电镀铜电流密度为4.8ASD，使用105ml/L硫酸电镀溶液，温度为22℃，电镀时间为30min。
最后通过定位销孔10定位板材，在目标孔2位置钻削直径为0.5mm的目标孔2，依靠孔壁铜层与PTFE结合力，使钻削过程中铜层与PTFE材料发生近乎等量的较小弹性变形和塑性变形，使PTFE材料切屑发生小变形时便可被切出，以此改善PTFE材质软所带来的孔质量（孔粗、灯芯）问题。
实施例2
如图4所示，本实施例的其他方法和实施例1相同，不同之处在于：把电镀强化层换成树脂塞孔强化层5，其塞孔步骤如下：
第一、将待树脂塞孔的PCB放置于树脂塞孔机上，通过树脂塞孔机对待树脂塞孔的PCB板进行树脂塞孔； 第二、将树脂塞孔后的PCB板传输至固化炉进行树脂固化，树脂固化后的PCB板传输至研磨 机； 第三、通过研磨机进行树脂研磨并通过水平水洗线水洗后传输至自动收板机，自动收板以实现自动树脂塞孔及研磨。
实施例3
如图4所示，本实施例的其他方法和实施例1相同，不同之处在于：把电镀强化层换成油墨塞孔强化层5，其塞孔步骤如下：
阻焊塞孔→ 丝印阻焊面油→ 预烤、对位、曝光和显影→ 分段高温烘→ 丝印字符。
其中，分段高温烘具体为： 烘烤分为5个阶段进行： 第一阶段：60℃± 5℃烘烤60分钟； 第二阶段：70℃± 5℃烘烤30分钟； 第三阶段：90℃± 5℃烘烤30分钟； 第四阶段：70℃± 5℃烘烤30分钟； 第五阶段：110℃± 5℃烘烤30分钟； 第六阶段：150℃± 5℃烘烤60分钟。
本实施例的有益效果：1、采用预钻小孔方式，减少切屑量，减少大量连续切屑带来的排屑不畅、钻削温度高、毛刺高及钻污问题；2、采用电镀或塞孔方式在小孔孔壁增加一层强化层，使PTFE材料切屑发生极小变形时便被剥离，改善PTFE材质软所带来的孔粗及灯芯问题。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种PTFE电路板孔的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:首先在目标孔位置预先钻削一个比目标孔直径小的预钻小孔；
S2:在预钻小孔孔壁增加一层表面强化层；
S3:以预钻小孔为中心，继续对目标孔钻削。
2.根据权利要求1所述的一种PTFE电路板孔的加工方法，其特征在于：在步骤S1预钻小孔之前先在PTFE板面加工两个定位销孔，用于定位板材。
3.根据权利要求1所述的一种PTFE电路板孔的加工方法，其特征在于：步骤S1中所述预钻小孔的直径范围为目标孔直径的75%～85%。
4.根据权利要求1所述的一种PTFE电路板孔的加工方法，其特征在于：步骤S2中所述表面强化层为电镀强化层或塞孔强化层。
5.根据权利要求4所述的一种PTFE电路板孔的加工方法，其特征在于：所述电镀强化层采用直接电镀铜工艺进行增加，对预钻小孔进行先黑孔化再镀铜，采用金属钯系列导电膜制程在预钻小孔孔壁沉积导电金属钯，再通过酸性电镀铜使孔壁铜厚度增加到20～40μm，形成强化层。
6.根据权利要求5所述的一种PTFE电路板孔的加工方法，其特征在于：所述金属钯系列导电膜制程的制作步骤为：微蚀->水洗->预浸->活化吸附钯->水洗->后处理->水洗。
7.根据权利要求5所述的一种PTFE电路板孔的加工方法，其特征在于：所述电镀铜的电流密度为2.0～4.8ASD，电镀溶液为75g/L硝酸铜、105ml/L硫酸或铜光剂中的一种，温度为20～24℃，电镀时间为28～32min。
8.根据权利要求7所述的一种PTFE电路板孔的加工方法，其特征在于：所述电镀铜的电流密度为4.8ASD，电镀溶液为105ml/L硫酸，温度为22℃，电镀时间为30min。
9.根据权利要求4所述的一种PTFE电路板孔的加工方法，其特征在于：步骤S2中所述塞孔强化层的材料为树脂或油墨。
10.根据权利要求1所述的一种PTFE电路板孔的加工方法，其特征在于：步骤S3中，所述目标孔直径小于0.55mm。
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