PCB、FPC等離子清洗法去除HDI孔內鉆污

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2022-06-07

無論是數控鉆孔還是激光打孔，在加工的過程中都會產生一定的污染。若采用機械鉆孔，在鉆孔過程中的某個瞬間鉆頭經常會產生200℃以上的高溫，而我們在PCB選用材料的過程中都含有某些Tg(玻璃轉化溫度，GlassTransitionTemperature，即高聚物由高彈態轉變為玻璃態的溫度，沒有很固定的數值，往往隨著測定的方法和條件而改變)小于200℃的材料，這樣使得鉆屑熔化在孔壁上產生鉆污，若選用CO2激光鉆孔在內層銅箔表面會出現介質材料殘膜或炭化殘留物，如果在沉銅前不處理干凈，就會產生沉不上銅或者沉銅疏松等現象，金屬化失效，產品開路報廢。

隨著孔徑的不斷減小，去鉆污工藝也在不斷的發展和完善，出現了硬板和軟板方法不同，普通板和HDI板不同的現象，總的來說孔清洗工藝經歷了一個從濕法到干法的一個過渡。濕法處理包括濃鉻酸、濃硫酸、高錳酸鉀處理，以及PI調整等方法。鉻酸清洗由于其嚴重的環境污染問題，現在已無人采用，濃硫酸、堿性高錳酸鉀處理，主要應用于硬板的去鉆污過程，PI調整法則應用于撓性多層線路板去鉆污，超聲波清洗作為輔助的清洗方法。干法處理是在真空環境下通過激光，等離子體除去孔內鉆污。此法需要專門的處理設備，一般在處理撓性多層板、剛撓結合多層板、聚酰亞胺多層板和微小孔徑的剛性多層板時使用。

等離子清洗法

等離子體是物質存在的第四種狀態，其本質是部分離子化了的氣體，由電子、離子、活潑自由基、分子四種形態組成。等離子處理技術廣泛應用于各個領域，根據其應用的領域的不同，等離子處理所選用的氣體也不同，在HDI板金屬化前處理實驗中選用等離子清洗，所用氣體為CF4和O2。

在線路板的清洗蝕刻中的反應氣體主要有N2，Ar，He，O2，CF4，H2等，不同氣體的作用不同，如氧氣等離子體可以使有機物沉積被氧化掉，惰性氣體等離子體可以使顆粒狀污染被機械地沖洗掉，氫氣等離子體可以使金屬表面的氧化物被還原等。用于FPC以及多層板孔清洗的是O2和CF4，在高頻的作用下產生等離子體，如下反應：

O2→O+O（1-1）
CF4→CF2+2F（1-2）
CF4→CF3+F（1-3）

清洗過程中活化態的O原子通過進攻C=C鍵、C=O鍵進行反應，而F原子則進攻C-H鍵，形成活躍物質，然后和氧原子反應生成揮發性產物而被排出系統。清洗過程分五個步驟：等離子產生，等離子向物體表面擴散，和被清洗材料發生反應，得到易揮發的產物，脫離材料表面，產物被抽走。

等離子清洗的工藝步驟

1，高壓水洗。高壓水洗除去吸附在孔壁表面的鉆污，減輕后面等離子處理的負荷。

2，烘板，去除板中的潮氣。撓性印制電路板所用材料中的丙烯酸樹脂和聚酰亞胺樹脂吸潮系數較大，如潮氣進入真空系統，必然降低真空度，同時在真空泵中凝結，會對真空泵造成極大的損害。另外潮氣也影響等離子體的化學活性。同時預熱印制板能提高材料的活性，為進一步反應做好準備。

3，等離子清洗。等離子體處理的工藝參數主要包括：氣體比例，流量，射頻功率，真空度和處理時間。等離子體去鉆污凹蝕是復雜的物理化學過程，鉆孔質量，前處理效果，印制板潮濕程度和溫度，印制板上孔的分布和大小等也會影響等離子體清洗的效果。從實際情況出發，設計合理的布線，適時的調整前道工序，優化清洗參數都是非常重要的，只有這樣才能確保清洗質量，提高產品的合格率。