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)。一、清洗對象經(jīng)等離子清洗之后是干燥的,不需要再經(jīng)干燥處理即可送往下一道工序。可以提高整個(gè)工藝流水線的處理效率;
二、等離子清洗使得用戶可以遠(yuǎn)離有害溶劑對人體的傷害,同時(shí)也避免了濕法清洗中容易洗壞清洗對象的問題;
三、避免使用三氯乙烷等ODS有害溶劑,這樣清洗后不會(huì)產(chǎn)生有害污染物,因此這種清洗方法屬于環(huán)保的綠色清洗方法。這在全球高度關(guān)注環(huán)保的情況下越發(fā)顯出它的重要性;
四、采用無線電波范圍的高頻產(chǎn)生的等離子體與激光等直射光線不同。等離子體的方向性不強(qiáng),這使得它可以深入到物體的微細(xì)孔眼和凹陷的內(nèi)部完成清洗任務(wù),因此不需要過多考慮被清洗物體的形狀。而且對這些難清洗部位的清洗效果與氟利昂清洗的效果相似甚至更好;
五、使用等離子清洗,可以使得清洗效率獲得極大的提高。整個(gè)清洗工藝流程幾分鐘內(nèi)即可完成,因此具有產(chǎn)率高的特點(diǎn);
六、等離子清洗需要控制的真空度約為100Pa,這種清洗條件很容易達(dá)到。因此這種裝置的設(shè)備成本不高,加上清洗過程不需要使用價(jià)格較為昂貴的有機(jī)溶劑,這使得整體成本要低于傳統(tǒng)的濕法清洗工藝;
七、使用等離子清洗,避免了對清洗液的運(yùn)輸、存儲(chǔ)、排放等處理措施,所以生產(chǎn)場地很容易保持清潔衛(wèi)生;
八、等離子體清洗可以不分處理對象,它可以處理各種各樣的材質(zhì),無論是金屬、半導(dǎo)體、氧化物,還是高分子材料(如聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亞胺、聚酯、環(huán)氧樹脂等高聚物)都可以使用等離子體來處理。因此特別適合于不耐熱以及不耐溶劑的材質(zhì)。而且還可以有選擇地對材料的整體、局部或復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行部分清洗;
九、在完成清洗去污的同時(shí),還可以改善材料本身的表面性能。如提高表面的潤濕性能、改善膜的黏著力等,這在許多應(yīng)用中都是非常重要的。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程時(shí)氣到固體的相干式的,過程中不消耗水資源,也不需要添加化學(xué)藥劑,對于周圍的環(huán)境沒有污染。
2、廣泛性
使用等離子清洗機(jī)一般是不分處理對象的基本材料類型,都可以進(jìn)行處理,對于金屬、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,形狀簡單或者復(fù)雜,部件或紡織品都可以進(jìn)行處理。