等离子体表面处理技术常识.ppt

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)Ø 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Ø 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Ø 等离子体的形成物质的四种状态什么是等离子体Ø 等离子体成分,对外呈现电中性物质的第四种形态Ø 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：Ø 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ØØ 纺织行业纺织行业 纺织纤维表面改性；纺织纤维表面改性；ØØ 生物和医疗行业生物和医疗行业 半透膜表面亲水的改性；半透膜表面亲水的改性； 医疗器械的清洁；医疗器械的清洁；ØØ 镀膜镀膜 物理气相沉积（物理气相沉积（PVDPVD）镀膜；）镀膜； 化学气相沉积（化学气相沉积（CVDCVD）镀膜；）镀膜； 磁控溅射镀膜；磁控溅射镀膜；Ø 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；Ø 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；Ø 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;Ø 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； Ø 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：PTFEØ PTFE 3.PTFE分子结构高度对称，属非极性分子； Ø 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-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 Ø 3.2.2 XPS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CCFnFFNH2Ø 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Ø 原理分析：Ø 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 4、等离子处理用到那些气体、等离子处理用到那些气体 n n氮气氮气(N2)(N2)n n氧气氧气(O2)(O2)n n氢气氢气(H2)(H2)n n氩气氩气(Ar2)(Ar2)n n四氟化碳四氟化碳(CF4)(CF4) 5 5、等离子体技术目前在印制板上的作用、等离子体技术目前在印制板上的作用n n钻孔清销后的孔壁凹蚀钻孔清销后的孔壁凹蚀, ,去除孔壁钻污去除孔壁钻污n n去出激光钻盲孔后的碳化物去出激光钻盲孔后的碳化物n n精细线条制作时精细线条制作时, ,去除干膜残余物去除干膜残余物n n聚四氟乙烯材料沉铜前的孔壁表面活化聚四氟乙烯材料沉铜前的孔壁表面活化n n内层板层压之前的表面活化内层板层压之前的表面活化n n沉金前的清洁沉金前的清洁n n贴干膜和阻焊膜之前的表面活化贴干膜和阻焊膜之前的表面活化OKSUN plasma OKSUN plasma 机台的主要构造及技术参数机台的主要构造及技术参数n n我们设备主要有六大部分构成：真空发生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，机柜发生器、气路控制系统，机柜 n n设备外形尺寸：长设备外形尺寸：长××宽宽××高高 =1740mm×1160mm×2000mm=1740mm×1160mm×2000mm 真空腔体容积：长真空腔体容积：长××宽宽××高高 =900mm×700mm×700mm=900mm×700mm×700mm，可分为，可分为1212层，单次处层，单次处 理量理量6.56.5平方米平方米 最大放板面积最大放板面积850mm×600mm850mm×600mm，约，约0.50.5平方米平方米THANK YOU!欢迎大家多提宝贵意见!。