等离子体表面处理技术常识

等离子体表面处理技术讲座-------奥坤鑫科技有限公司主讲：刘善双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、WilliamCrookes----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+O2N2+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CCFFFFn1.表面能低（31∽34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：TaconicRF-35(蚀刻表面铜,刷板两次)实验所用气体：H2、N2实验设备：OKSUN-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。3.2.2XPS表面分析项目CFON-C-NN-C=O-NH-NO改性前34.3865.070.550.230000改性后39.4754.065.411.063.6620.950.21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CCFnFFNH23.2.3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OKSUNplasma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=1740mm×1160mm×2000mm真空腔体容积：长×宽×高=900mm×700mm×700mm，可分为12层，单次处理量6.5平方米最大放板面积850mm×600mm，约0.5平方米THANKYOU!欢迎大家多提宝贵意见!