PCB等離子清洗原理及好處

PCB鉆孔時都會產生高溫,孔內必然存在有機材質的介質殘留和CO2炭化雜質。在沉銅前,如若不能很好的處理,會導致沉銅不上,電鍍不良,孔金屬化失效,產品開路報廢等現象。孔清洗的主要目的是將清洗殘留雜質和微粗化孔壁表面。具有一定微粗化程度的孔壁,有利于化學鍍銅的進行,并能提供可靠地鍍層附著力,進而促進電鍍工序的質量穩定性。等離子清洗技術一般應用在撓性多層板、剛撓結合多層板、微小孔徑的多層板和HDI印制電路板工藝中。

PCB等離子清洗原理

等離子體是部分電離的氣體,是物質的第四態。等離子體可以是單一或多種氣體的激發產物。針對印制電路板的材料特性,PCB中所用等離子體成分一般為CF4與O2的混合氣體,O2等離子可以和幾乎任何的有機材料反應,而不能和無機硅材料反應,輔助的CF4氣體可以彌補此缺陷。等離子可以與環氧樹脂、聚酰亞胺、丙烯酸、和玻璃纖維等有機物質和無機非金屬物質發生化學反應,與無機金屬材料等可以發生物理作用。其化學反應是一個化學平衡過程,物理作用是分子動力學過程。其作用過程一般分為3步:

1)CF4和O2輸入等離子激發腔體,在13.56MHz的高頻電流激發下,發生離解等反應,形成自由基、原子、分子及自由電子等。

O2+CF4→O+OF+CO+COF+F+e+…

(2)等離子體的高能中性粒子、離子和電子吸附在待處理有機材質表面與物質表面分子基團((C、H、O、N)發生反應,完成能量轉移,使物質表面分子官能團活化、裂解等。

(CHON)+(OOFCOCOFFe…)→CO2↑+H2O↑+NO2↑+…

與無機分金屬材料玻璃纖維(SiO2、Si)反應。

HF+Si→SiF4↑+H2↑

HF+SiO2→SiF4↑+H2O↑

(3)生成的能態較低的穩定氣體分子,脫離反應表面,并被抽出反應腔體,產物的抽出有利于動態化學反應正向進行。

等離子體的化學作用過程,主要是高能正離子和自由基粒子的誘發反應。自由基的高度不穩定性使其在化學作用過程中能迅速實現能量傳遞和激發官能團的作用,處于激發狀態的有機官能團,也具有不穩定的高能量狀態,很容易發生裂解反應,生成穩定的氣態分子,如水、二氧化碳、二氧化氮等;另一方面,化學反應過程中,多余的能量釋放和傳遞給其他官能團,有利于誘發新的反應和反應的持續進行。同時,等離子體中的高能中性粒子和大分子量的陽離子具有較強的物理學動能,可以轟擊物質表面,實現孔壁物理學粗糙化。

等離子清洗機工作機理

印制電路板在等離子清洗機的處理過程一般分為4個階段。第一階段:輸入純氮氣,使整個腔體處于氮氣氛圍中,預熱整機和清洗雜質氣體,為第二階段做鋪墊;第二階段:以一定速率通入O2氣體,O2氣體激發后可以與絕大部分有機物質環氧樹脂、丙烯酸,聚酰亞胺反應,但不能和玻璃纖維反應,持續較長時間后可以反應掉絕大部分鉆污;第三階段:采用O2為主要氣體,并通入少量輔助氣體CF4,加強等離子與玻璃纖維反應,使孔壁凸出的玻璃纖維反應成SiF4,達到孔壁平滑、潔凈的目的;第四階段:降低功率,通入化學性質不活波氣體N2,排出反應廢氣,使整個腔體處于惰性的N2的保護中,處理完成。