CF4(四氟化碳)O2(氧氣)等離子清洗多層PCB軟硬結(jié)合板連接通孔原理等離子體是物質(zhì)的一種存在狀態(tài),通常情況下物質(zhì)以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)3種狀態(tài)存在,但在一些特殊的情況下可以以第四種狀態(tài)存在。這類物質(zhì)所處的狀態(tài)稱為等離子體狀態(tài)。等離子體中存在下列物質(zhì):處于高速運動狀態(tài)的電子;處于激活狀態(tài)的中性原子、分子、原子團(自由基);離子化的原子、分子;分子解離反應(yīng)過程中生成的紫外線;未反應(yīng)的分子、原子等,但物質(zhì)在總體上仍保持電中性狀態(tài)。
等離子體化學(xué)清洗原理
Rigid-flexPCB剛撓結(jié)合區(qū)鉆通孔過后,孔壁會產(chǎn)生大量的鉆屑,必須使用相應(yīng)的技術(shù)去除該鉆污。同時,為提高鍍銅與孔壁的結(jié)合能力,去鉆污過程中往往將孔壁有機材料部分蝕刻幾個微米。PCB去鉆污的方法很多,分為干法和濕法。Rigid-flexPCB去鉆污清洗現(xiàn)在主要通過在真空環(huán)境下通過等離子體除去孔壁的鉆污的干法處理。
等離子清洗去鉆污技術(shù)在國外20世紀(jì)80年代就開始使用。等離子去Rigid-flexPCB鉆污可看作是高度活化狀態(tài)的等離子氣體與孔壁高分子材料及玻璃纖維發(fā)生氣固化學(xué)反應(yīng),同時生成的氣體產(chǎn)物和部分未發(fā)生反應(yīng)的粒子被抽氣泵排出,是一個動態(tài)反應(yīng)平衡過程。在去鉆污中,等離子的生成必須具備如下幾個條件:充入氣體之前,等離子清洗機腔體內(nèi)必須抽成一定的真空度,一般在0.2~0.5Torr之間;向腔體充入氣體后,必須保持一定的真空度;充入氣體后必須向腔體內(nèi)施加高頻高壓電場。
等離子清洗示意圖Rigid-flexPCB通孔去鉆污使用的氣體是CF4和O2,原理示意圖如圖一所示。CF4和O2輸入至等離子機真空腔體后,在等離子發(fā)生器的高頻高壓電場作用下,CF4,O2氣體發(fā)生離解或相互作用生成含有自由基,原子,分子及電子的等離子氣體氛:
O2+CF4→O+OF+CO+COF+F+e+...等離子體中的自由基,正離子與孔壁上高分子有機材料(C、H、O、N)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
(CHON)+(O+OF+CO+COF+F+e...→CO2↑+H2O↑+NO2+...與由SiO2和Si組成玻璃纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng):
HF+Si→SiF↑+H2↑
HF+SiO→SiF↑+H2O↑
在等離子體化學(xué)反應(yīng)中,起到化學(xué)作用的粒子主要是正離子及自由基粒子。自由基在化學(xué)反應(yīng)過程中能量傳遞的“活化”作用,處于激發(fā)狀態(tài)的自由基具有較高的能量,易于與物體表面分子結(jié)合時會形成新的自由基,新形成的自由基同樣處于不穩(wěn)定的高能量狀態(tài),很可能發(fā)生分解反應(yīng),在變成較小分子同時生成新的自由基,這種反應(yīng)過程還可能繼續(xù)進行下去,最后分解成水、二氧化碳之類的簡單分子。在另一些情況下,自由基與物體表面分子結(jié)合的同時,會釋放出大量的結(jié)合能,這種能量又成為引發(fā)新的表面反應(yīng)推動力,從而引發(fā)物體表面上的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被去除。
帶正電荷的陽離子有加速沖向帶負電荷表面的傾向,此時使物體表面獲得相當(dāng)大的動能,足以撞擊去除表面上附著的顆粒性物質(zhì),我們在這種現(xiàn)象稱為濺射現(xiàn)象,而通過離子的沖擊作用可極大促進物體表面化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的幾率。
然后,氣體產(chǎn)物和部分未發(fā)生反應(yīng)的粒子被真空發(fā)生裝置抽走,真空中的等離子氣氛不斷得到更新,以保證等離子反應(yīng)的均勻性,如圖2所示。CF4(四氟化碳)O2(氧氣)等離子清洗多層PCB軟硬結(jié)合板連接通孔原理0022425824258242582425824258