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1、等离子体表面处理技术讲座,-深圳奥坤鑫科技有限公司网址,制作人：钟 娅,1、什么是等离子体及怎样建立等离子体；,等离子体(中文),=,PLASMA(英文),=,电浆(台湾),等离子体的发现:,1879、英国物理学家、William Crookes-物质第四状态,1929、美国化学物理学家、Langmuir-等离子体,等离子体定义：,部分或是全部电离的气体；,主要包括：电子、离子、中性基团、分子、光子,固体 液体 气体 等离子体 能量 能量 能量,等离子体的形成,物质的四种状态,什么是等离子体,等离子体成分,对外呈现电中性,物质的第四种形态,低温等离子体的建立系统(PCB行业);水平式和垂直式,
2、等离子体工业生产模型,产生低温等离子体系统,等离子体主要作用：清洁、蚀刻和改性清洁：去除表面有机物污染和氧化物蚀刻：化学反应性蚀刻、物理蚀刻改性：粗化、交联,2、等离子体在现代工业中的主要用途,等离子体的主要用途：,半导体IC行业蚀刻小孔，精细线路的加工IC芯片表面清洗绑定打线沉积薄膜,纺织行业纺织纤维表面改性；,生物和医疗行业半透膜表面亲水的改性；医疗器械的清洁；,镀膜物理气相沉积（PVD）镀膜；化学气相沉积（CVD）镀膜；磁控溅射镀膜；,PCB制作,清洗作用:改善可焊性;,蚀刻作用:去钻污、去除电镀夹膜;,表面改性:增加亲水性,增强结合力;,等离子体技术在PCB行业的应用；,清洗作用（有机
3、物CF4+O2,无机物Ar2+O2）,BGA焊盘的清洗；化镍浸金前处理；,蚀刻作用（有机物CF4+O2）,高多层背板去钻污；多层软板；刚挠板去钻污处理；去除夹膜;,表面改性作用（CF4+O2 N2+H2),PTFE板材沉铜前处理、阻焊前处理；层压前处理粗化；,3、H2/N2等离子体对以PTFE基高频板改性的研究；,前言,通讯高保密性,高频通信,高速传输,低介电常数,低介质损耗因素,耐高温,聚苯醚、氰酸脂,聚丁二烯,最常用：PTFE,PTFE&聚四氟乙烯,物理特性：介电常数低、介电强度高、介质损耗因素小、半阻燃性、耐热性好；,化学特性：强的耐化学腐蚀性、,PTFE难以被水润湿的原因,C,C,F,
4、F,F,F,n,1.表面能低（3134达因/厘米），接触角大；,2.结晶度大，化学稳定性好;,3.PTFE分子结构高度对称，属非极性分子；,提高PTFE表面的润湿性能常用的表面改性方法：,1、钠-萘络合物化学处理,优点：具有较好的表面改性效果；,缺点：属湿式化学处理，对环境和人身危害比较大,2、低温等离子处理,优点：属干式处理，省能源，无公害，时间短，效率高；材料表面处理的均匀性好；材料表面能改善的同时，基体性能不受影响；,缺点：设备一次性投入较高,3.1 实验条件和实验检测手段,实验用高频板材：Taconic RF-35(蚀刻表面铜,刷板两次),实验所用气体：H2、N2,实验设备：OKSUN
5、-PM12A(功率5Kw、频率：40KHz),实验条件,实验检测手段,SEM(扫描电子显微镜),XPS(X射线光电子能谱),剥离强度测试仪,3.2 实验数据的分析,3.2.1 表面显微结构分析,(a)未进行处理,(b)处理10min,不同时间的等离子体处理对PTFE板材表面粗糙度的影响,(c)处理30min,(a)2Kw,(c)4Kw,不同功率的等离子体处理对PTFE板材表面粗糙度的影响,(b)3Kw,结论：,1、等离子体处理时间越长，表面的突起物会增多，比表面积会增大。,2、而随着功率的增大，表面突起物增加和比表面积增大。,原因：,其一：带电离子 溅射侵蚀。,其二：化学活性基团 化学侵蚀。,
6、3.2.2 XPS表面分析,等离子体处理前后PTFE基材表面元素及化学键组成 At.%,等离子体处理前后PTFE基材的XPS光谱,结论：,1、等离子体处理后材料表面突起物增多，比表面积增大；（SEM）,2、等离子处理后材料表面含有含氮含氧等亲水基团；(XPS),1、表面粗糙、增大接触面积；,2、表面含亲水基团增大亲水性,表面改性,PTFE分子结构改性,亲水基团改性,C,C,F,n,F,F,NH2,具体几组表面改性实验,处理前的水滴,处理后的水滴,1、亲水性改善实验,局部放大,局部放大,2、等离子体处理前后RF-35板材孔内镀铜的SEM照片,等离子处理前,等离子处理后,(a)改性前基材表面的沉铜
7、情况,（b)30min改性后基材表面的沉铜情况,3、等离子体改性前后PTFE基材表面沉铜情况,改性前基材表面的阻焊情况,30min改性后基材表面的阻焊情况,4、等离子体改性前后基材表面丝印阻焊情况,3.3 小结：,SEM和XPS分析,等离子体改性实质：1、增大比表面积2、使表面带有亲水基团,原理分析：,几组表面改性实验：,1、表面清水性改善,2、PTFE基高频板孔内镀铜实验,3、PTFE基材表面沉铜实验,4、PTFE基材表面丝印阻焊实验,4、等离子处理用到那些气体,氮气(N2)氧气(O2)氢气(H2)氩气(Ar2)四氟化碳(CF4),5、等离子体技术目前在印制板上的作用,钻孔清销后的孔壁凹蚀,去除孔壁钻污去出激光钻盲孔后的碳化物精细线条制作时,去除干膜残余物聚四氟乙烯材料沉铜前的孔壁表面活化内层板层压之前的表面活化沉金前的清洁贴干膜和阻焊膜之前的表面活化,OKSUN plasma 机台的主要构造及技术参数,我们设备主要有六大部分构成：真空发生系统、真空反应系统即反应室、人机界面工控系统也就是电气控制系统、等离子体发生器、气路控制系统，机柜 设备外形尺寸：长宽高=1740mm1160mm2000mm真空腔体容积：长宽高=900mm700mm700mm，可分为12层，单次处理量6.5平方米最大放板面积850mm600mm，约0.5平方米,THANK YOU!,欢迎大家多提宝贵意见!,
