PCB、FPC等離子清洗法去除HDI孔內(nèi)鉆污
文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-06-07
無論是數(shù)控鉆孔還是激光打孔，在加工的過程中都會產(chǎn)生一定的污染。若采用機械鉆孔，在鉆孔過程中的某個瞬間鉆頭經(jīng)常會產(chǎn)生200℃以上的高溫，而我們在PCB選用材料的過程中都含有某些Tg(玻璃轉(zhuǎn)化溫度，GlassTransitionTemperature，即高聚物由高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)的溫度，沒有很固定的數(shù)值，往往隨著測定的方法和條件而改變)小于200℃的材料，這樣使得鉆屑熔化在孔壁上產(chǎn)生鉆污，若選用CO2激光鉆孔在內(nèi)層銅箔表面會出現(xiàn)介質(zhì)材料殘膜或炭化殘留物，如果在沉銅前不處理干凈，就會產(chǎn)生沉不上銅或者沉銅疏松等現(xiàn)象，金屬化失效，產(chǎn)品開路報廢。
隨著孔徑的不斷減小，去鉆污工藝也在不斷的發(fā)展和完善，出現(xiàn)了硬板和軟板方法不同，普通板和HDI板不同的現(xiàn)象，總的來說孔清洗工藝經(jīng)歷了一個從濕法到干法的一個過渡。濕法處理包括濃鉻酸、濃硫酸、高錳酸鉀處理，以及PI調(diào)整等方法。鉻酸清洗由于其嚴重的環(huán)境污染問題，現(xiàn)在已無人采用，濃硫酸、堿性高錳酸鉀處理，主要應(yīng)用于硬板的去鉆污過程，PI調(diào)整法則應(yīng)用于撓性多層線路板去鉆污，超聲波清洗作為輔助的清洗方法。干法處理是在真空環(huán)境下通過激光，等離子體除去孔內(nèi)鉆污。此法需要專門的處理設(shè)備，一般在處理撓性多層板、剛撓結(jié)合多層板、聚酰亞胺多層板和微小孔徑的剛性多層板時使用。
等離子清洗法
等離子體是物質(zhì)存在的第四種狀態(tài)，其本質(zhì)是部分離子化了的氣體，由電子、離子、活潑自由基、分子四種形態(tài)組成。等離子處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，根據(jù)其應(yīng)用的領(lǐng)域的不同，等離子處理所選用的氣體也不同，在HDI板金屬化前處理實驗中選用等離子清洗，所用氣體為CF4和O2。
在線路板的清洗蝕刻中的反應(yīng)氣體主要有N2，Ar，He，O2，CF4，H2等，不同氣體的作用不同，如氧氣等離子體可以使有機物沉積被氧化掉，惰性氣體等離子體可以使顆粒狀污染被機械地沖洗掉，氫氣等離子體可以使金屬表面的氧化物被還原等。用于FPC以及多層板孔清洗的是O2和CF4，在高頻的作用下產(chǎn)生等離子體，如下反應(yīng)：
O2→O+O（1-1）
CF4→CF2+2F（1-2）
CF4→CF3+F（1-3）
清洗過程中活化態(tài)的O原子通過進攻C=C鍵、C=O鍵進行反應(yīng)，而F原子則進攻C-H鍵，形成活躍物質(zhì)，然后和氧原子反應(yīng)生成揮發(fā)性產(chǎn)物而被排出系統(tǒng)。清洗過程分五個步驟：等離子產(chǎn)生，等離子向物體表面擴散，和被清洗材料發(fā)生反應(yīng)，得到易揮發(fā)的產(chǎn)物，脫離材料表面，產(chǎn)物被抽走。
等離子清洗的工藝步驟
1，高壓水洗。高壓水洗除去吸附在孔壁表面的鉆污，減輕后面等離子處理的負荷。
2，烘板，去除板中的潮氣。撓性印制電路板所用材料中的丙烯酸樹脂和聚酰亞胺樹脂吸潮系數(shù)較大，如潮氣進入真空系統(tǒng)，必然降低真空度，同時在真空泵中凝結(jié)，會對真空泵造成極大的損害。另外潮氣也影響等離子體的化學活性。同時預(yù)熱印制板能提高材料的活性，為進一步反應(yīng)做好準備。
3，等離子清洗。等離子體處理的工藝參數(shù)主要包括：氣體比例，流量，射頻功率，真空度和處理時間。等離子體去鉆污凹蝕是復(fù)雜的物理化學過程，鉆孔質(zhì)量，前處理效果，印制板潮濕程度和溫度，印制板上孔的分布和大小等也會影響等離子體清洗的效果。從實際情況出發(fā)，設(shè)計合理的布線，適時的調(diào)整前道工序，優(yōu)化清洗參數(shù)都是非常重要的，只有這樣才能確保清洗質(zhì)量，提高產(chǎn)品的合格率。
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