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fpc廠家等離子體技術(shù)在fpc的應(yīng)用

文章來(lái)源:責(zé)任編輯作者:王燦 查看手機(jī)網(wǎng)址
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人氣:6107發(fā)布日期:2016-02-16 03:58【

  等離子體處理加工技術(shù)在印制電路板生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用前面有講到,等離子體加工技術(shù)是個(gè)全新的領(lǐng)域,隨著各種類型的等離子體設(shè)備的上市,FPC廠家也逐步引用到其生產(chǎn)工藝中.最先進(jìn)入FPC制作的是等離子體清洗設(shè)備,如果還感覺(jué)有些陌生,在這里再作個(gè)簡(jiǎn)單介紹,借此也希望和FPC的同行們多多交流和探討。

fpc廠家

一、等離子體應(yīng)用

  等離子體加工技術(shù)是在半導(dǎo)體制造中創(chuàng)立起來(lái)的一種新技術(shù)。它早在半導(dǎo)體制造中得到了廣泛應(yīng)用,是半導(dǎo)體制造不可缺少的工藝。所以,它在IC加工中是一種很長(zhǎng)久而成熟的技術(shù)。

  由于等離子體是一種具有很高能量和極高活性的物質(zhì),它對(duì)于任何有機(jī)材料等都具有良好的蝕刻作用,因而在最近幾年也被引用到印制電路板制造中來(lái)。

  隨著等離子體加工技術(shù)運(yùn)用的日益普及,在FPC制程中目前主要有以下功用:

  (1)孔壁凹蝕/去除孔壁樹(shù)脂鉆污

  對(duì)于一般FR-4多層印制電路板制造來(lái)說(shuō),其數(shù)控鉆孔后的去除孔壁樹(shù)脂鉆污和凹蝕處理,通常有濃硫酸處理法、鉻酸處理法、堿性高錳酸鉀溶液處理法和等離子體處理法。

  但對(duì)于撓性印制電路板和剛-撓性印制電路板去除鉆污的處理上,由于材料的特性不同,若采用上述化學(xué)處理法進(jìn)行,其效果是不理想的,而采用等離子體去鉆污和凹蝕,可獲得孔壁較好的粗糙度,有利于孔金屬化電鍍,并同時(shí)具有“三維”凹蝕的連接特性。

  (2) 聚四氟乙烯材料的活化處理

  但凡進(jìn)行過(guò)聚四氟乙烯材料孔金屬化制造的工程師,都有這樣的體會(huì):采用一般FR-4多層印制電路板孔金屬化制造的方法,是無(wú)法得到孔金屬化成功的聚四氟乙烯印制電路板的。其最大的難點(diǎn)是化學(xué)沉銅前的聚四氟乙烯活化前處理,也是最為關(guān)鍵的一步。

  有多種方法可用于聚四氟乙烯材料化學(xué)沉銅前的活化處理,但總結(jié)起來(lái),能達(dá)到保證產(chǎn)品質(zhì)量并適合于批生產(chǎn)的,主要有以下兩種方法:

  (A)化學(xué)處理法

  金屬鈉和萘,于非水溶劑如四氫呋喃或乙二醇二甲醚等溶液內(nèi)反應(yīng),形成一種萘鈉絡(luò)合物。該鈉萘處理液,能使孔內(nèi)之聚四氟乙烯表層原子受到浸蝕,從而達(dá)到潤(rùn)濕孔壁的目的。此為經(jīng)典成功的方法,效果良好,質(zhì)量穩(wěn)定,目前應(yīng)用最廣。

  (B)等離子體處理法

  此處理方法為干法制程,操作簡(jiǎn)便、處理質(zhì)量穩(wěn)定且可靠,適合于批量化生產(chǎn)。而化學(xué)處理法的鈉萘處理液來(lái)講,其難于合成、毒性大,且保質(zhì)期較短,需根據(jù)生產(chǎn)情況進(jìn)行配制,對(duì)安全要求很高。

  因此,目前對(duì)于聚四氟乙烯表面的活化處理,大多采用等離子體處理法進(jìn)行,操作方便,還明顯減少了廢水處理。

  (3)碳化物去除

  等離子處理法,不但在各類板料的鉆污處理方面效果明顯,而且在復(fù)合樹(shù)脂材料和微小孔除鉆污方面更顯示出其優(yōu)越性。除此之外,隨著更高互連密度積層式多層印制電路板制造需求的不斷增加,大量運(yùn)用到激光技術(shù)進(jìn)行鉆盲孔制造,作為激光鉆盲孔應(yīng)用的付產(chǎn)物——碳而言,需于孔金屬化制作工藝前加以去除。此時(shí),等離子體處理技術(shù),毫不諱言地?fù)?dān)當(dāng)其了除去碳化物的重任。

  (4)內(nèi)層預(yù)處理

  隨著各類印制電路板制造需求的不斷增加,給相應(yīng)的加工技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求。其中,對(duì)于撓性印制電路板和剛-撓性印制電路板的內(nèi)層前處理,可增加表面的粗糙度和活性,提高板內(nèi)層間的結(jié)合力,這對(duì)于成功制造也是很關(guān)鍵的。

  在此方面,等離子體處理技術(shù)又顯示出其獨(dú)特的魅力,且不乏各類成功的范例。另外,在阻焊膜涂覆前,用等離子體對(duì)印制電路板面處理一下,還可獲得一定的粗糙度和高活性的表面,從而提高阻焊膜層的附著力。

  (5)殘留物去除

  等離子體技術(shù)在殘留物的去除方面,主要有著下述三方面的作用:

  (A)在印制電路板制造,尤其在精細(xì)線條制作時(shí),等離子體被用來(lái)蝕刻前去除干膜殘留物/余膠等,以獲得完善高質(zhì)量的導(dǎo)線圖形。如果,一旦于顯影后蝕刻前,出現(xiàn)抗蝕刻劑去除不凈,會(huì)導(dǎo)致短路缺陷的發(fā)生。

  (B)等離子體處理技術(shù),還可用于去除阻焊膜剩余,提高可焊性。

  (C)針對(duì)某些特殊板材,采用圖形蝕刻后電鍍可焊性涂覆層時(shí),由于線路邊緣蝕刻不凈的銅微粒的存在,會(huì)造成陰影電鍍現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。此時(shí),可選用等離子體處理技術(shù),通過(guò)燒蝕的方法將銅的細(xì)小微粒除去,最終實(shí)現(xiàn)合格產(chǎn)品的加工。

二、等離子體形成機(jī)理

  等離子體是指一種像紫色光、霓虹燈光一樣的光,也被稱為物質(zhì)的第四相態(tài)。等離子體相態(tài)是由于原子中激化的電子和分子無(wú)序運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),所以具有相當(dāng)高的能量,其對(duì)于任何有機(jī)材料都具有很好的蝕刻作用,因此被應(yīng)用到印制電路板的制造中來(lái)。

  形成或產(chǎn)生等離子體,基本上有電容耦合、電感耦合和波耦合等三種基本方法,以及電感耦合與電容耦合一起使用,來(lái)產(chǎn)生等離子體。

  對(duì)于印制電路板應(yīng)用來(lái)說(shuō),一般采用以下方式:

  (1)根據(jù)待加工印制電路板的尺寸、生產(chǎn)數(shù)量及用途,制作一個(gè)一定體積的容器,并可形成真空(10-2乇~10-3乇);

  (2)按等離子體處理目的的不同,向上述真空容器內(nèi),通進(jìn)所選氣體(根據(jù)所需處理的印制電路板材料性質(zhì)來(lái)確定,主要有O2、CF4、H2、N2等);

  (3)在保持一定真空度的前提下,由射頻電源向真空容器內(nèi)的正、負(fù)電極間施加高頻高壓電場(chǎng),氣體在電場(chǎng)下的兩電極間電離,形成電子、離子、自由基、游離基團(tuán)和紫外線輻射粒子等組成的高能量和高活性的等離子體。

  這些等離子體對(duì)各種各樣有機(jī)材料組成的板材都能進(jìn)行反應(yīng),如聚酰亞胺(PI)、環(huán)氧樹(shù)脂、BT樹(shù)脂、氰酸酯、聚丙烯,甚至是聚四氟乙烯(Teflon)等樹(shù)脂,都可以采用等離子處理技術(shù)。

  通過(guò)上述方法所產(chǎn)生的離子、自由基等高能量和高活性等離子體,被連續(xù)的沖撞和受電場(chǎng)作用力而加速,使其與材料表面碰撞,并破壞數(shù)微米范圍以內(nèi)的分子鍵,誘導(dǎo)削減一定厚度,生成凹凸表面,形成氣體成分的官能團(tuán)等表面的物理和化學(xué)變化,提高相應(yīng)的除污、表面活化、提高鍍銅粘結(jié)力等作用。

  三、選擇等離子處理是業(yè)界發(fā)展之必須

  各位也許要問(wèn),印制電路板制造企業(yè)為何需要等離子處理設(shè)備?

  隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)的不斷發(fā)展,一方面,聚四氟乙烯類基材在印制電路板設(shè)計(jì)中正得到較大的普及,通常應(yīng)用于微波電路板的制造之中。另一方面,隨著電子產(chǎn)品輕型化、小型化、薄型化、高密度化、多功能化(剛撓結(jié)合)發(fā)展的趨勢(shì),撓性及剛撓性印制電路板的制造正得到前所未有的發(fā)展。

  眾所周知,由于聚四氟乙烯材料的憎水性(具有較低的表面能),在聚四氟乙烯材料的表面,很難直接進(jìn)行金屬化孔的制作。對(duì)于撓性印制電路板制造所需的聚酰亞胺等材料的表面狀態(tài)也是如此。

  為了應(yīng)對(duì)上述發(fā)展趨勢(shì),等離子處理技術(shù)將越來(lái)越顯示出其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。有了等離子處理設(shè)備,一方面可以使企業(yè)的產(chǎn)品市場(chǎng)得以拓寬,另一方面可以提升企業(yè)的產(chǎn)品檔次,使企業(yè)在應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求的不斷變化中,擁有通向成功之路的有力利器。

  為了有效實(shí)現(xiàn)印制電路板的制造,針對(duì)不同制程的印制電路板前處理來(lái)說(shuō),其處理質(zhì)量的好壞,將直接關(guān)系到最終產(chǎn)品的質(zhì)量,這已日漸成為業(yè)界同仁的共識(shí)。

  通常,印制電路板的前處理方式,主要有以下幾種:

  (1)機(jī)械刷板前處理;

  (2)化學(xué)清潔前處理方式,主要通過(guò)除油、微蝕(硫酸+過(guò)氧化氫體系、硫酸+APS體系和硫酸+NPS體系);

  (3)機(jī)械刷板結(jié)合化學(xué)清潔前處理方式;

  (4)火山灰刷板或噴射處理方式;

  (5)砂帶研磨處理方式;

  通過(guò)上述一種或多種方式結(jié)合的運(yùn)用,已使業(yè)界獲得了較為理想的結(jié)果,但主要針對(duì)的是傳統(tǒng)的FR-4基材、普通布線密度多層板的制造。

  隨著FR-4基材向高密度布線化趨勢(shì)的日益明顯,HDI板的制造需求日益迫切。另外,對(duì)于高頻微波板朝著FR-4多層化制造技術(shù)運(yùn)用的不斷迫近,撓性板設(shè)計(jì)及制造市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大,上述傳統(tǒng)的前處理方式已難應(yīng)對(duì)。為此,等離子處理技術(shù)的出現(xiàn),正是為其提供了一個(gè)展示和發(fā)揮的舞臺(tái)。

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