CF4（四氟化碳）O2（氧氣）等離子清洗多層PCB軟硬結(jié)合板連接通孔原理

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-08-29

等離子體是物質(zhì)的一種存在狀態(tài)，通常情況下物質(zhì)以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)3種狀態(tài)存在，但在一些特殊的情況下可以以第四種狀態(tài)存在。這類物質(zhì)所處的狀態(tài)稱為等離子體狀態(tài)。等離子體中存在下列物質(zhì)：處于高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子；處于激活狀態(tài)的中性原子、分子、原子團(tuán)（自由基）；離子化的原子、分子；分子解離反應(yīng)過程中生成的紫外線；未反應(yīng)的分子、原子等，但物質(zhì)在總體上仍保持電中性狀態(tài)。

等離子體化學(xué)清洗原理

Rigid-flexPCB剛撓結(jié)合區(qū)鉆通孔過后，孔壁會(huì)產(chǎn)生大量的鉆屑，必須使用相應(yīng)的技術(shù)去除該鉆污。同時(shí)，為提高鍍銅與孔壁的結(jié)合能力，去鉆污過程中往往將孔壁有機(jī)材料部分蝕刻幾個(gè)微米。PCB去鉆污的方法很多，分為干法和濕法。Rigid-flexPCB去鉆污清洗現(xiàn)在主要通過在真空環(huán)境下通過等離子體除去孔壁的鉆污的干法處理。

等離子清洗去鉆污技術(shù)在國(guó)外20世紀(jì)80年代就開始使用。等離子去Rigid-flexPCB鉆污可看作是高度活化狀態(tài)的等離子氣體與孔壁高分子材料及玻璃纖維發(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，是一個(gè)動(dòng)態(tài)反應(yīng)平衡過程。在去鉆污中，等離子的生成必須具備如下幾個(gè)條件：充入氣體之前，等離子清洗機(jī)腔體內(nèi)必須抽成一定的真空度，一般在0.2~0.5Torr之間；向腔體充入氣體后，必須保持一定的真空度；充入氣體后必須向腔體內(nèi)施加高頻高壓電場(chǎng)。

等離子清洗示意圖

Rigid-flexPCB通孔去鉆污使用的氣體是CF4和O2,原理示意圖如圖一所示。CF4和O2輸入至等離子機(jī)真空腔體后，在等離子發(fā)生器的高頻高壓電場(chǎng)作用下，CF4，O2氣體發(fā)生離解或相互作用生成含有自由基，原子，分子及電子的等離子氣體氛：

O₂+CF₄→O+OF+CO+COF+F+e+...

等離子體中的自由基，正離子與孔壁上高分子有機(jī)材料（C、H、O、N）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

(CHON)+(O+OF+CO+COF+F+e...→CO₂↑+H₂O↑+NO₂+...

與由SiO2和Si組成玻璃纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：

HF+Si→SiF↑+H₂↑
HF+SiO→SiF↑+H₂O↑

在等離子體化學(xué)反應(yīng)中，起到化學(xué)作用的粒子主要是正離子及自由基粒子。自由基在化學(xué)反應(yīng)過程中能量傳遞的“活化”作用，處于激發(fā)狀態(tài)的自由基具有較高的能量，易于與物體表面分子結(jié)合時(shí)會(huì)形成新的自由基，新形成的自由基同樣處于不穩(wěn)定的高能量狀態(tài)，很可能發(fā)生分解反應(yīng)，在變成較小分子同時(shí)生成新的自由基，這種反應(yīng)過程還可能繼續(xù)進(jìn)行下去，最后分解成水、二氧化碳之類的簡(jiǎn)單分子。在另一些情況下，自由基與物體表面分子結(jié)合的同時(shí)，會(huì)釋放出大量的結(jié)合能，這種能量又成為引發(fā)新的表面反應(yīng)推動(dòng)力，從而引發(fā)物體表面上的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被去除。

帶正電荷的陽離子有加速?zèng)_向帶負(fù)電荷表面的傾向，此時(shí)使物體表面獲得相當(dāng)大的動(dòng)能，足以撞擊去除表面上附著的顆粒性物質(zhì)，我們?cè)谶@種現(xiàn)象稱為濺射現(xiàn)象，而通過離子的沖擊作用可極大促進(jìn)物體表面化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的幾率。

然后，氣體產(chǎn)物和部分未發(fā)生反應(yīng)的粒子被真空發(fā)生裝置抽走，真空中的等離子氣氛不斷得到更新，以保證等離子反應(yīng)的均勻性，如圖2所示。

等離子清洗機(jī)原理示意圖

以上就是深圳等離子清洗機(jī)廠家納恩科技關(guān)于等離子清洗去鉆污的簡(jiǎn)單介紹，CF4、O2等離子清洗去鉆污可理解成為高度活化狀態(tài)的等離子氣體與孔壁高分子材料及玻璃纖維在真空條件下發(fā)生氣固化學(xué)反應(yīng)，生成的氣體產(chǎn)物和部分未發(fā)生反應(yīng)的粒子不斷被抽氣泵排出從而達(dá)到清洗的目的。