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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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?,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(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)。1.表面等離子體波是在兩種界面附近存在的波,界面兩側(cè)的折射率分布對(duì)場(chǎng)分布有很大的影響,利用這一點(diǎn)能夠進(jìn)行傳感。目前利用Kretschmann結(jié)構(gòu)進(jìn)行生物傳感的技術(shù)已經(jīng)得到了極大的發(fā)展,這種傳感技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,靈敏度高,檢測(cè)過(guò)程中無(wú)需標(biāo)記物,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樣品結(jié)合過(guò)程,傳感芯片可重復(fù)利用,響應(yīng)速度快等諸多特點(diǎn)。目前該技術(shù)可用于氣體、
液體和有機(jī)薄膜等分析,目前主要用于生命科學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域。目前市場(chǎng)上主要產(chǎn)品有瑞典Biocore AB公司生產(chǎn)的Biocore 3000等。
表面等離子體技術(shù)應(yīng)用
2.表面等離子體波具有局域分布的特性,而且其分布深度可小于波長(zhǎng)量級(jí),突破衍射極限,使得表面等離子體波能夠應(yīng)用于制作亞波長(zhǎng)量級(jí)的光電子器件的生產(chǎn),有利用光電子集成器件的制作。例如:可以制作亞波長(zhǎng)量級(jí)的波導(dǎo),亞波長(zhǎng)量級(jí)的布拉克反射鏡,亞波長(zhǎng)量級(jí)的透鏡等。由于能夠突破極限,所以能夠應(yīng)用表面等離子體效應(yīng)來(lái)做近場(chǎng)顯微鏡,做曝光等等。
3.表面等離子體波在太陽(yáng)能電池和LED等新型能源相關(guān)器件方面的應(yīng)用。目前可以在太陽(yáng)能電池上利用表面等離子體效應(yīng)來(lái)提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率,同樣也可以在LED上應(yīng)用表面等離子體效應(yīng)提高其出光效率。如果能研制出商業(yè)化的產(chǎn)品,那么對(duì)于解決人類(lèi)的能源問(wèn)題,表面等離子體波也能貢獻(xiàn)自己的一份力量。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(guò)程中,等離子清洗機(jī)的物理化學(xué)作用有哪些?
(1)對(duì)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(rùn)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。