等離子清洗機(jī)和超聲波清洗機(jī)是目前清洗工藝比較好的兩種設(shè)備,在使用等離子清洗機(jī)都過程中,等離子清洗機(jī)的物理化學(xué)作用有哪些?
(1)對材料表面的刻蝕作用--物理作用
等離子體中的大量離子、激發(fā)態(tài)分子、自由基等多種活性粒子,作用到固體樣品表面,不但清除了表面原有的污染物和雜質(zhì),而且會(huì)產(chǎn)生刻蝕作用,將樣品表面變粗糙,形成許多微細(xì)坑洼,增大了樣品的比表面。提高固體表面的潤濕性能。
(2)激活鍵能,交聯(lián)作用
等離子體中的粒子能量在0~20eV,而聚合物中大部分的鍵能在0~10eV,因此等離子體作用到固體表面后,可以將固體表面的原有的化學(xué)鍵產(chǎn)生斷裂,等離子體中的自由基與這些鍵形成網(wǎng)狀的交聯(lián)結(jié)構(gòu),大大地激活了表面活性。
(3)形成新的官能團(tuán)--化學(xué)作用
如果放電氣體中引入反應(yīng)性氣體,那么在活化的材料表面會(huì)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),引入新的官能團(tuán),如烴基、氨基、羧基等,這些官能團(tuán)都是活性基團(tuán),能明顯提高材料表面活性。1)經(jīng)過等離子處理以后,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
在等離子蝕刻過程中,通過處理氣體的作用,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對基材表面進(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基材表面進(jìn)行粗化;
(3)然后對使用鈀活化的方法對基材表面活化;
(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;
(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。
通過實(shí)驗(yàn)研究可知,通過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)過等離子處理的基材表面,在經(jīng)過退膜工序后,鎳磷電阻層與基材表面的結(jié)合力完好無損;而沒有經(jīng)過等離子處理的基材表面,在經(jīng)過退膜工序后,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)來達(dá)到清洗的目的,屬于濕法處理,清洗時(shí)間較長,且依賴于清洗液的去污性能,增加了對廢液的處理問題?,F(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單,對環(huán)境友好,清洗效果明顯,針對盲孔結(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)。等離子技術(shù)針對電子元器件的防腐蝕涂層
對電子器件和組件提供有選擇性防腐蝕保護(hù)以應(yīng)對氣候的影響對于各類產(chǎn)品的可靠性至關(guān)重要?,F(xiàn)代轎車上的所有缺陷,幾乎一半是由于氣候引起的老化和電子元器件發(fā)生的腐蝕損害而造成的。即便是在極端溫度條件下,對濕度、化學(xué)物質(zhì)和有害氣體進(jìn)行防護(hù),是避免這樣的系統(tǒng)故障的必不可少的先決條件。
當(dāng)前,主要是通過油漆、樹脂或凝膠(硅)涂層來滿足這些要求。然而,這些工藝的應(yīng)用費(fèi)力而又費(fèi)時(shí),在經(jīng)濟(jì)上和環(huán)保上都表現(xiàn)出局限性。通常使用的溶劑型涂層系統(tǒng)相對較厚且很難進(jìn)行涂層區(qū)域選擇。根據(jù)具體的保護(hù)涂層種類,可能還會(huì)出現(xiàn)如散熱不良、吸收水分、涂層脫落或傳感器信號衰減等缺陷。
而利用等離子技術(shù),可有效沉積超薄、透明和絕緣的防老化等離子聚合涂層,并有選擇性的保護(hù)電子器件,特別是印刷電路板。該涂層高效的防護(hù)阻隔作用,不僅會(huì)延長產(chǎn)品的壽命、提高產(chǎn)品的安全性,還將顯著降低成本。