PCB、FPC等离子清洗法去除HDI孔内钻污

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2022-06-07

无论是数控钻孔还是激光打孔，在加工的过程中都会产生一定的污染。若采用机械钻孔，在钻孔过程中的某个瞬间钻头经常会产生200℃以上的高温，而我们在PCB选用材料的过程中都含有某些Tg(玻璃转化温度，GlassTransitionTemperature，即高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度，没有很固定的数值，往往随着测定的方法和条件而改变)小于200℃的材料，这样使得钻屑熔化在孔壁上产生钻污，若选用CO2激光钻孔在内层铜箔表面会出现介质材料残膜或炭化残留物，如果在沉铜前不处理干净，就会产生沉不上铜或者沉铜疏松等现象，金属化失效，产品开路报废。

随着孔径的不断减小，去钻污工艺也在不断的发展和完善，出现了硬板和软板方法不同，普通板和HDI板不同的现象，总的来说孔清洗工艺经历了一个从湿法到干法的一个过渡。湿法处理包括浓铬酸、浓硫酸、高锰酸钾处理，以及PI调整等方法。铬酸清洗由于其严重的环境污染问题，现在已无人采用，浓硫酸、碱性高锰酸钾处理，主要应用于硬板的去钻污过程，PI调整法则应用于挠性多层线路板去钻污，超声波清洗作为辅助的清洗方法。干法处理是在真空环境下通过激光，等离子体除去孔内钻污。此法需要专门的处理设备，一般在处理挠性多层板、刚挠结合多层板、聚酰亚胺多层板和微小孔径的刚性多层板时使用。

等离子清洗法

等离子体是物质存在的第四种状态，其本质是部分离子化了的气体，由电子、离子、活泼自由基、分子四种形态组成。等离子处理技术广泛应用于各个领域，根据其应用的领域的不同，等离子处理所选用的气体也不同，在HDI板金属化前处理实验中选用等离子清洗，所用气体为CF4和O2。

在线路板的清洗蚀刻中的反应气体主要有N2，Ar，He，O2，CF4，H2等，不同气体的作用不同，如氧气等离子体可以使有机物沉积被氧化掉，惰性气体等离子体可以使颗粒状污染被机械地冲洗掉，氢气等离子体可以使金属表面的氧化物被还原等。用于FPC以及多层板孔清洗的是O2和CF4，在高频的作用下产生等离子体，如下反应：

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

清洗过程中活化态的O原子通过进攻C=C键、C=O键进行反应，而F原子则进攻C-H键，形成活跃物质，然后和氧原子反应生成挥发性产物而被排出系统。清洗过程分五个步骤：等离子产生，等离子向物体表面扩散，和被清洗材料发生反应，得到易挥发的产物，脱离材料表面，产物被抽走。

等离子清洗的工艺步骤

1，高压水洗。高压水洗除去吸附在孔壁表面的钻污，减轻后面等离子处理的负荷。

2，烘板，去除板中的潮气。挠性印制电路板所用材料中的丙烯酸树脂和聚酰亚胺树脂吸潮系数较大，如潮气进入真空系统，必然降低真空度，同时在真空泵中凝结，会对真空泵造成极大的损害。另外潮气也影响等离子体的化学活性。同时预热印制板能提高材料的活性，为进一步反应做好准备。

3，等离子清洗。等离子体处理的工艺参数主要包括：气体比例，流量，射频功率，真空度和处理时间。等离子体去钻污凹蚀是复杂的物理化学过程，钻孔质量，前处理效果，印制板潮湿程度和温度，印制板上孔的分布和大小等也会影响等离子体清洗的效果。从实际情况出发，设计合理的布线，适时的调整前道工序，优化清洗参数都是非常重要的，只有这样才能确保清洗质量，提高产品的合格率。