等離子清洗機(jī)被廣泛使用的原因:
1、環(huán)保
等離子體起到作用的過(guò)程時(shí)氣到固體的相干式的,過(guò)程中不消耗水資源,也不需要添加化學(xué)藥劑,對(duì)于周?chē)沫h(huán)境沒(méi)有污染。
2、廣泛性
使用等離子清洗機(jī)一般是不分處理對(duì)象的基本材料類(lèi)型,都可以進(jìn)行處理,對(duì)于金屬、半導(dǎo)體、氧化物和大多數(shù)高分子材料,例如聚丙烯、聚酯、聚酰亞胺甚至是聚四氟乙烯等等都可以得到很好的處理,并且可以實(shí)現(xiàn)整體以及局部以及負(fù)責(zé)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行清洗處理。
3、功能性強(qiáng)
等離子清洗機(jī)不僅涉及道路高分子材料淺表面,可以在保持材料自身特性的同時(shí),有賦予了一種或者多種的新功能。
4、溫度低
等離子清洗機(jī)接近常溫,特別適合用于高分子材料,比使用電暈已經(jīng)火焰的方法有很長(zhǎng)的保存時(shí)間和比較的表面處理張力。
5、成本低
等離子處理裝置簡(jiǎn)單,易于操作和維修,可以連續(xù)的運(yùn)行,往往幾瓶的等離子氣體就可以代替數(shù)千公斤的清洗液,因此清洗的成本會(huì)大大的降低與濕法清洗。
6、全稱(chēng)可控工藝
等離子清洗機(jī)幾乎所有的參數(shù)都可以由電腦設(shè)置和數(shù)據(jù)記錄,進(jìn)行質(zhì)量控制。
7、處理物的幾何形狀無(wú)限制
使用等等離子清洗機(jī)處理的物體,其或大或小,形狀簡(jiǎn)單或者復(fù)雜,部件或紡織品都可以進(jìn)行處理。1)經(jīng)過(guò)等離子處理以后,被清洗物體已經(jīng)很干燥,不必再經(jīng)干燥處理;
(2)不使用有害溶劑,不會(huì)產(chǎn)生有害污染物,屬于有利于環(huán)保的綠色清洗方法;
(3)用無(wú)線電波范圍的高頻產(chǎn)生的等離子體方向性不強(qiáng),可以深入物體的微細(xì)孔眼和凹陷內(nèi),特別適合用于線路板生產(chǎn)中盲孔以及微小孔的清洗;
(4)整個(gè)清洗工藝流程在幾分鐘內(nèi)即可完成,具有效率高的特點(diǎn);
(5)等離子清洗的*大技術(shù)特點(diǎn)是:它不分處理對(duì)象,可處理不同的基材;如金屬、半導(dǎo)體、氧化物以及高分子材料(如聚丙烯、聚氯乙烯、據(jù)四氟乙烯、聚酰亞胺、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等高聚物等離子表面處理機(jī))等都可用等離子處理;
(6)在使用等離子清洗時(shí),去污的同時(shí),還能改變材料本身的表面性能,如提高表面的潤(rùn)濕性能,改善膜的附著力等。
3.1等離子灰化表面有機(jī)層
基材表面受到化學(xué)轟擊如下圖所示:
在真空和瞬時(shí)高溫狀態(tài)下,污染物部分蒸發(fā),污染物在高能量離子的沖擊下被擊碎并被真空帶出。而線路板在生產(chǎn)過(guò)程中搬用時(shí),在基材表面難免會(huì)沾上一些汗?jié)n、油污等污染物,有些污染物使用普通的線路板生產(chǎn)除油劑很難去除,而使用等離子處理能夠很好地達(dá)到除去這些有機(jī)污染物的效果。
3.2等離子蝕刻基材表面
在等離子蝕刻過(guò)程中,通過(guò)處理氣體的作用,被蝕刻物會(huì)變成氣相。處理氣體和基體物質(zhì)被真空泵抽出,表面連續(xù)被新鮮的處理氣體覆蓋,從而達(dá)到蝕刻的目的
在線路板的生產(chǎn)中,等離子蝕刻主要用來(lái)對(duì)基材表面進(jìn)行粗化,以增強(qiáng)鍍層與基材的結(jié)合力。在下一代較為先進(jìn)的封裝技術(shù)——化學(xué)鍍鎳磷制作埋嵌電阻工藝研究中,等離子蝕刻能夠?qū)?span>FR-4或是PI表面進(jìn)行粗化,從而增強(qiáng)FR-4、PI與鎳磷電阻層的結(jié)合力。
化學(xué)鍍鎳磷制作埋嵌電阻工藝有以下六個(gè)主要工藝步驟:
(1)使用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝方法制作出所需的線路圖形;
(2)使用等離子體蝕刻對(duì)基材表面進(jìn)行粗化;
(3)然后對(duì)使用鈀活化的方法對(duì)基材表面活化;
(4)進(jìn)行貼干膜、曝光顯影,把需要制作電阻的地方顯影出來(lái);
(5)緊接著使用化學(xué)鍍鎳磷的方法進(jìn)行埋嵌電阻的制作;
(6)*后,退去干膜。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究可知,通過(guò)等離子處理的基材表面電阻層的結(jié)合力更好。特別是需要在PI基材上進(jìn)行埋嵌電阻的制作時(shí),等離子處理的效果更好。并且使用等離子處理過(guò)的基材表面具有一定的活化官能團(tuán),從而有助于制作埋嵌電阻的化學(xué)反應(yīng)。制作電阻層,經(jīng)過(guò)等離子處理的基材表面,在經(jīng)過(guò)退膜工序后,鎳磷電阻層與基材表面的結(jié)合力完好無(wú)損;而沒(méi)有經(jīng)過(guò)等離子處理的基材表面,在經(jīng)過(guò)退膜工序后,鎳磷電阻層不能與基材很好的結(jié)合,電阻層幾乎全部脫落。
3.3等離子清洗機(jī)微小孔作用
常壓等離子處理機(jī)隨著HDI板孔徑的微小化,傳統(tǒng)的化學(xué)清洗工藝已不能滿(mǎn)足盲孔結(jié)構(gòu)的清洗,液體表面張力使藥液滲透進(jìn)孔內(nèi)有困難,特別是在處理激光鉆微盲孔板時(shí),可靠性不好。目前應(yīng)用于微埋盲孔的孔清洗工藝主要有超生波清洗和等離子體清洗,超聲波清洗主要依據(jù)空化效應(yīng)來(lái)達(dá)到清洗的目的,屬于濕法處理,清洗時(shí)間較長(zhǎng),且依賴(lài)于清洗液的去污性能,增加了對(duì)廢液的處理問(wèn)題。現(xiàn)階段普遍應(yīng)用的工藝主要為等離子體清洗工藝,等離子體處理工藝簡(jiǎn)單,對(duì)環(huán)境友好,清洗效果明顯,針對(duì)盲孔結(jié)構(gòu)非常有效。
等離子體清洗是指高度活化的等離子體在電場(chǎng)的作用下發(fā)生定向移動(dòng),與孔壁的鉆污發(fā)生氣固化學(xué)反應(yīng),同時(shí)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。等離子體在HDI板盲孔清洗時(shí)一般分為三步處理,第一階段用高純的N2產(chǎn)生等離子體,同時(shí)預(yù)熱印制板,使高分子材料處于一定的活化態(tài);第二階段以O2、CF4為原始?xì)怏w,混合后產(chǎn)生O、F等離子體,與丙烯酸、PI、FR4、玻璃纖維等反應(yīng),達(dá)到去鉆污的目的;第三階段采用O2為原始?xì)怏w,生成的等離子體與反應(yīng)殘余物使孔壁清潔。在等離子清洗過(guò)程中,除發(fā)生等離子化學(xué)反應(yīng),等離子體還與材料表面發(fā)生物理反應(yīng)。等離子體粒子將材料表面的原子或附著材料表面的原子打掉,有利于清洗蝕刻反應(yīng)。等離子清洗機(jī)(plasma cleaner)也叫等離子清潔機(jī),或者等離子表面處理儀,是一種全新的高科技技術(shù),利用等離子體來(lái)達(dá)到常規(guī)清洗方法無(wú)法達(dá)到的效果。等離子體是物質(zhì)的一種狀態(tài),也叫做物質(zhì)的第四態(tài),并不屬于常見(jiàn)的固液氣三態(tài)。對(duì)氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子狀態(tài)。等離子體的“活性”組分包括:離子、電子、原子、活性基團(tuán)、激發(fā)態(tài)的核素(亞穩(wěn)態(tài))、光子等。等離子清洗機(jī)就是通過(guò)利用這些活性組分的性質(zhì)來(lái)處理樣品表面,從而實(shí)現(xiàn)清潔、涂覆等目的。
等離子體產(chǎn)生的條件:足夠的反應(yīng)氣體和反應(yīng)氣壓,反應(yīng)產(chǎn)物須能高速撞擊清洗物的表面,具有足夠的能量供應(yīng),反應(yīng)后所產(chǎn)生的物質(zhì)必須是可揮發(fā)性的細(xì)微結(jié)合物,以便于真空泵將其抽走,泵的容量和速度須足夠大,以便迅速排出反應(yīng)的副產(chǎn)品,并且需要快速地再填充反應(yīng)所需的氣體。
等離子清洗機(jī)為什么會(huì)產(chǎn)生臭味?
答案是:臭氧在作怪
等離子體放電過(guò)程中產(chǎn)生臭氧的基本原理是含氧氣體在放電反應(yīng)器內(nèi)所形成的低溫等離子體氛圍中,一定能量的自由電子將氧分子分解成氧原子,之后通過(guò)三體碰撞反應(yīng)形成臭氧分子,同時(shí)也發(fā)生著臭氧的分解反應(yīng)。
臭氧,化學(xué)分子式為O3,又稱(chēng)三原子氧、超氧,因其類(lèi)似魚(yú)腥味的臭味而得名,在常溫下可以自行還原為氧氣。比重比氧大,易溶于水,易分解。由于臭氧是由氧分子攜帶一個(gè)氧原子組成,決定了它只是一種暫存狀態(tài),攜帶的氧原子除氧化用掉外,剩余的又組合為氧氣進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),所以臭氧沒(méi)有二次污染。
如果我們通入的氣體中含有氧氣,那么在反應(yīng)過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生少量的臭氧,正是因?yàn)橛谐粞醯漠a(chǎn)生,所以我們?cè)谑褂玫入x子清洗機(jī)的時(shí)候有時(shí)會(huì)聞到一股臭味,這就是為什么等離子清洗機(jī)會(huì)產(chǎn)生臭味的原因了。