一、清洗對(duì)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(duì)人體的傷害,同時(shí)也避免了濕法清洗中容易洗壞清洗對(duì)象的問(wèn)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(wú)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(guò)多考慮被清洗物體的形狀。而且對(duì)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(guò)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(duì)清洗液的運(yùn)輸、存儲(chǔ)、排放等處理措施,所以生產(chǎn)場(chǎng)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(duì)象,它可以處理各種各樣的材質(zhì),無(wú)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(shù)脂等高聚物)都可以使用等離子體來(lái)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(duì)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(rùn)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。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)。低溫等離子體的電離率較低,電子溫度遠(yuǎn)高于離子溫度,離子溫度甚至可與室溫相當(dāng)。所以低溫等離子體是非熱平衡等離子體,低溫等離子體中存在著大量的、種類繁多的活性粒子,比通常的化學(xué)反映所產(chǎn)生的活性粒子種類更多、活性更強(qiáng),更易于和所接觸的材料表面發(fā)生反映,因此它們被用來(lái)對(duì)材料表面進(jìn)行改性處理。