多层高频印制电路板制造过程中,聚四氟乙烯材料的表面特性给金属化孔工艺带来了显著挑战。由于PTFE固有的低表面能特性,传统化学镀铜工艺或常规高锰酸钾表面处理等方法难以有效改善其表面微观结构,这直接影响了金属化孔的质量。所以在孔金属化前对PTFE基材进行表面改性由为关键。PTFE高频微波板涉及的表面改性方法有钠萘溶液处理、高温下的熔融处理、激光辐照还有等离子表面处理等方法。

钠萘溶液处理

钠萘溶液处理在PTFE表面改性中应用广泛,钠萘溶液能容易且快速破坏PTFE表面的基团,改变PTFE表面润湿性。其作用机理是利用独特的腐蚀溶液与PTFE基材发生化学反应,进而使得表面基材的两端氟原子被剥离,从而在表层形成具有活性位点的碳化结构。傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征结果显示,经处理的材料表面成功引入了羟基(-OH)、羰基(C=O)以及碳碳不饱和键等极性官能团。这些化学基团的引入显著提升了材料的表面自由能,使接触角明显减小,大幅改善了表面对液体润湿行为的亲和性。钠萘溶液处理具有通用高效和操作简单的优点,改性效果明显。但钠萘溶液需要用有毒的四氢呋喃作溶剂,使用时还会散发强烈的刺激性气味,除此之外,钠萘溶液成本高,改性后的废液不容易处理，并且会改变基材的原本颜色。

等离子表面处理

等离子体表面处理技术是一种基于气体放电原理的干式改性方法。该技术通过在低气压环境下施加电场(可采用辉光放电、电晕放电、高频或微波等激发方式)使工作气体电离,形成包含高能电子、激发态分子、活性自由基和多种离子的等离子体。其中,高能电子(能量通常在5-20eV范围内)与气体分子的非弹性碰撞过程会产生具有化学活性的粒子,其能量水平足以打断大多数有机材料的化学键(如C-C键的键能约为3.6eV)。当这些高活性粒子与材料表面相互作用时,可以在物理方面通过等离子体对PTFE基材表面的撞击使得表面粗糙度增大,改善PTFE的润湿性。而化学作用方面采用的反应等离子体可在基材表面引入含氧基团,提高表面能和润湿性,而非化学反应的Ar等离子体则通过表面交联或刻蚀作用改善基材表面与液体的接触角和表面能来达到改性作用。

5G通信、无人驾驶及高频电子设备的发展,高频印制电路板需求激增,PTFE因其低介电常数和低损耗因子成为高频基材的主流选择。然而,PTFE的化学惰性、低表面能及疏水性导致其表面难以实现有效亲水化,直接影响金属化孔工艺的可靠性——该工艺通过化学镀铜实现多层PCB层间电气互连,是保障信号传输性能的核心环节。传统钠萘溶液蚀刻法虽能活化PTFE表面,但存在处理后表面变色、操作安全隐患及环境污染等问题;而等离子体表面处理技术可在不改变基材本体特性的前提下优化表面润湿性,兼具环保性与工艺可控性,被视为更优解决方案。