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Einführung in die Plasmabearbeitung auf Leiterplatten

  • 2022-03-02 10:45:01

Mit dem Aufkommen des digitalen Informationszeitalters werden die Anforderungen an Hochfrequenzkommunikation, Hochgeschwindigkeitsübertragung und hohe Vertraulichkeit der Kommunikation immer höher.Als unverzichtbares unterstützendes Produkt für die Industrie der elektronischen Informationstechnologie erfordert PCB, dass das Substrat die Leistung einer niedrigen Dielektrizitätskonstante, eines geringen Medienverlustfaktors, einer Hochtemperaturbeständigkeit usw. erfüllt und um diese Leistungsanforderungen zu erfüllen, ist der Einsatz spezieller Hochfrequenz erforderlich Das am häufigsten verwendete Material ist Teflon (PTFE).Im PCB-Verarbeitungsprozess ist jedoch aufgrund der schlechten Oberflächenbenetzungsleistung von Teflonmaterial vor der Lochmetallisierung eine Oberflächenbenetzung durch Plasmabehandlung erforderlich, um einen reibungslosen Ablauf des Lochmetallisierungsprozesses sicherzustellen.


Was ist Plasma?

Plasma ist eine im Universum weit verbreitete Materieform, die hauptsächlich aus freien Elektronen und geladenen Ionen besteht und oft als der vierte Zustand der Materie angesehen wird, der als Plasma oder „Ultragasförmiger Zustand“, auch als „Plasma“ bekannt, bekannt ist.Plasma hat eine hohe Leitfähigkeit und ist stark mit elektromagnetischen Feldern gekoppelt.

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Mechanismus

Die Anwendung von Energie (z. B. elektrischer Energie) in einem Gasmolekül in einer Vakuumkammer wird durch die Kollision beschleunigter Elektronen verursacht, wodurch die äußersten Elektronen von Molekülen und Atomen entzündet werden und Ionen bzw. hochreaktive freie Radikale erzeugt werden.Dadurch kollidieren die entstehenden Ionen und freien Radikale kontinuierlich und werden durch die elektrische Feldkraft beschleunigt, so dass sie mit der Oberfläche des Materials kollidieren und die molekularen Bindungen im Bereich von mehreren Mikrometern zerstören, die Reduzierung einer bestimmten Dicke induzieren und Unebenheiten erzeugen Oberflächen und bildet gleichzeitig die physikalischen und chemischen Veränderungen der Oberfläche wie die Funktionsgruppe der Gaszusammensetzung, verbessert die verkupferte Bindungskraft, Dekontamination und andere Effekte.

Im oben genannten Plasma werden üblicherweise Sauerstoff, Stickstoff und Teflongas verwendet.

Plasmabearbeitung im PCB-Bereich

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  • Lochwanddelle nach dem Bohren, Lochwandbohrschmutz entfernen;
  • Entfernen Sie das Hartmetall, nachdem Sie Sacklöcher mit dem Laser gebohrt haben.
  • Beim Zeichnen feiner Linien werden die Reste des Trockenfilms entfernt;
  • Die Oberfläche der Lochwand wird aktiviert, bevor das Teflonmaterial in Kupfer abgeschieden wird;
  • Oberflächenaktivierung vor der Innenplattenlaminierung;
  • Reinigen vor dem Versenken von Gold;
  • Oberflächenaktivierung vor dem Trocknen und Verschweißen des Films.
  • Ändern Sie die Form und Benetzung der inneren Oberfläche und verbessern Sie die Bindungskraft zwischen den Schichten.
  • Korrosionsinhibitoren und Schweißfilmrückstände entfernen;


Ein Kontrastdiagramm der Effekte nach der Verarbeitung


1. Experiment zur Verbesserung der Hydrophilie

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2. Kupferbeschichtetes REM in den RF-35-Blechlöchern vor und nach der Plasmabehandlung

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3. Kupferabscheidung auf der Oberfläche der PTFE-Basisplatte vor und nach der Plasmamodifikation

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4. Der Zustand der Lötmaske der Oberfläche der PTFE-Grundplatte vor und nach der Plasmamodifikation

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Beschreibung der Plasmawirkung


1, Aktivierte Behandlung von Teflonmaterial

Aber alle Ingenieure, die sich mit der Metallisierung von Löchern aus Polytetrafluorethylen-Material beschäftigt haben, haben diese Erfahrung gemacht: die Verwendung von Gewöhnlichem FR-4-Mehrschicht-Leiterplatte Lochmetallisierungsverarbeitungsmethode ist keine erfolgreiche PTFE-Lochmetallisierung.Unter diesen stellt die Voraktivierungsbehandlung von PTFE vor der chemischen Kupferabscheidung eine große Schwierigkeit und einen Schlüsselschritt dar.Bei der Aktivierungsbehandlung von PTFE-Material vor der chemischen Kupferabscheidung können viele Methoden angewendet werden, aber im Großen und Ganzen kann die Qualität der Produkte gewährleistet werden. Für die Massenproduktion geeignet sind die folgenden zwei:

a) Chemische Verarbeitungsmethode: Metallisches Natrium und Radon, die Reaktion in nicht-wässrigen Lösungsmitteln wie Tetrahydrofuran oder Glykol-Dimethylether-Lösung, die Bildung eines Nio-Natrium-Komplexes, der Natriumbehandlungslösung, kann die Oberflächenatome von Teflon im Loch werden imprägniert, um den Zweck der Benetzung der Lochwand zu erreichen.Dies ist eine typische Methode mit guter Wirkung und stabiler Qualität, die weit verbreitet ist.

b) Plasmabehandlungsmethode: Dieses Verfahren ist einfach zu bedienen, bietet eine stabile und zuverlässige Verarbeitungsqualität, ist für die Massenproduktion geeignet und verwendet das Plasmatrocknungsverfahren.Die durch die chemische Behandlungsmethode hergestellte Natriumtiegel-Behandlungslösung ist schwer zu synthetisieren, weist eine hohe Toxizität und eine kurze Haltbarkeit auf und muss entsprechend der Produktionssituation und hohen Sicherheitsanforderungen formuliert werden.Daher ist die Aktivierungsbehandlung der PTFE-Oberfläche derzeit eine Plasmabehandlungsmethode, die einfach zu bedienen ist und die Abwasserbehandlung erheblich reduziert.


2, Lochwandkavitation/Lochwand-Harzbohrentfernung

Für die Verarbeitung von mehrschichtigen FR-4-Leiterplatten werden CNC-Bohrungen nach dem Harzbohren in der Lochwand und die Entfernung anderer Substanzen verwendet, üblicherweise unter Verwendung einer Behandlung mit konzentrierter Schwefelsäure, Chromsäurebehandlung, Behandlung mit alkalischem Kaliumpermanganat und Plasmabehandlung.Bei flexiblen Leiterplatten und starr-flexiblen Leiterplatten zur Entfernung von Bohrschmutz ist die Wirkung jedoch aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften bei Verwendung der oben genannten chemischen Behandlungsmethoden nicht ideal und die Verwendung von Plasma ist nicht ideal Zum Bohren von Schmutz und zum Entfernen von Konkaven erhalten Sie eine bessere Rauheit der Lochwand, was die Metallisierung des Lochs begünstigt, aber auch eine „dreidimensionale“ konkave Verbindungscharakteristik aufweist.


3, Die Entfernung eines Karbids

Die Plasmabehandlungsmethode ist nicht nur für eine Vielzahl von Blechbohrverschmutzungsbehandlungseffekten offensichtlich, sondern auch für Verbundharzmaterialien und Mikroporenbohrverschmutzungsbehandlung, sondern zeigt auch ihre Überlegenheit.Darüber hinaus werden aufgrund der steigenden Produktionsnachfrage nach mehrschichtigen Leiterplatten mit hoher Verbindungsdichte viele Sacklochbohrungen mithilfe der Lasertechnologie hergestellt, die ein Nebenprodukt der Laserbohrsacklochanwendungen ist – Kohlenstoff, der benötigt wird vor dem Lochmetallisierungsprozess entfernt werden.Zu diesem Zeitpunkt übernimmt die Plasmabehandlungstechnologie ohne zu zögern die Verantwortung für die Entfernung von Kohlenstoff.


4. Interne Vorverarbeitung

Aufgrund des steigenden Produktionsbedarfs verschiedener Leiterplatten werden auch die entsprechenden verarbeitungstechnischen Anforderungen immer höher.Die interne Vorbehandlung von flexiblen Leiterplatten und starren flexiblen Leiterplatten kann die Oberflächenrauheit und den Aktivierungsgrad erhöhen, die Bindungskraft zwischen den Innenschichten erhöhen und ist auch von großer Bedeutung für die Verbesserung der Produktionsausbeute.


Die Vor- und Nachteile der Plasmaverarbeitung

Die Plasmabearbeitung ist eine komfortable, effiziente und qualitativ hochwertige Methode zur Dekontamination und Rückätzung von Leiterplatten.Die Plasmabehandlung eignet sich besonders für Teflon (PTFE)-Materialien, da diese chemisch weniger aktiv sind und die Plasmabehandlung die Aktivität aktiviert.Durch den Hochfrequenzgenerator (typischerweise 40 kHz) wird die Plasmatechnologie etabliert, indem die Energie des elektrischen Feldes genutzt wird, um das Prozessgas unter Vakuumbedingungen zu trennen.Diese stimulieren instabile Trenngase, die die Oberfläche verändern und bombardieren.Behandlungsprozesse wie feine UV-Reinigung, Aktivierung, Verbrauch und Vernetzung sowie Plasmapolymerisation sind die Aufgabe der Plasmaoberflächenbehandlung.Der Plasmaverarbeitungsprozess ist vor dem Bohren von Kupfer hauptsächlich die Bearbeitung von Löchern. Der allgemeine Plasmaverarbeitungsprozess ist: Bohren – Plasmabehandlung – Kupfer.Die Plasmabehandlung kann die Probleme von Löchern, Rückständen, schlechter elektrischer Bindung der inneren Kupferschicht und unzureichender Korrosion lösen.Insbesondere können durch die Plasmabehandlung Harzrückstände aus dem Bohrprozess, auch Bohrkontaminationen genannt, wirksam entfernt werden.Es behindert die Verbindung des Lochkupfers mit der inneren Kupferschicht bei der Metallisierung.Um die Bindungskraft zwischen Beschichtung und Harz, Glasfaser und Kupfer zu verbessern, müssen diese Schlacken sauber entfernt werden.Daher stellen Plasmaentklebung und Korrosionsbehandlung eine elektrische Verbindung nach der Kupferabscheidung sicher.

Plasmamaschinen bestehen im Allgemeinen aus Prozesskammern, die unter Vakuum gehalten werden und sich zwischen zwei Elektrodenplatten befinden, die mit einem HF-Generator verbunden sind, um in der Prozesskammer eine große Anzahl von Plasmen zu erzeugen.In der Bearbeitungskammer zwischen den beiden Elektrodenplatten verfügt die äquidistante Einstellung über mehrere Paare gegenüberliegender Kartensteckplätze, um einen Unterschlupfraum für mehrere Gramm schwere Plasmabearbeitungsplatinen zu bilden.Beim bestehenden Plasmaverarbeitungsprozess von Leiterplatten wird, wenn das PCB-Substrat zur Plasmaverarbeitung in die Plasmamaschine eingesetzt wird, im Allgemeinen ein PCB-Substrat entsprechend zwischen einem entsprechenden Kartensteckplatz der Plasmaverarbeitungskammer (d. h. einem Fach, das die Plasmaverarbeitung enthält) platziert Leiterplatte) wird das Plasma zur Plasma-zu-Plasma-Behandlung des Lochs auf dem PCB-Substrat verwendet, um die Oberflächenfeuchtigkeit des Lochs zu verbessern.

Der Raum für den Verarbeitungshohlraum der Plasmamaschine ist klein, daher werden im Allgemeinen zwischen den beiden Elektrodenplatten-Verarbeitungskammern vier Paare gegenüberliegender Kartenplattennuten eingerichtet, d.Im Allgemeinen beträgt die Größe jedes Gitters des Schutzraums 900 mm (Länge) x 600 mm (Höhe) x 10 mm (Breite, dh die Dicke der Platine), entsprechend dem bestehenden Plasmabearbeitungsprozess für Leiterplatten, jedes Mal verfügt über eine Kapazität von ca. 2 Flachen (900 mm x 600 mm x 4), während die Zykluszeit für die Plasmaverarbeitung jeweils 1,5 Stunden beträgt, was eine Tageskapazität von ca. 35 Quadratmetern ergibt.Es ist ersichtlich, dass die Plasmaverarbeitungskapazität von Leiterplatten nicht hoch ist, wenn der Plasmaverarbeitungsprozess der vorhandenen Leiterplatte verwendet wird.


Zusammenfassung

Die Plasmabehandlung wird hauptsächlich in der Hochfrequenzplatte eingesetzt. HDI , Hart-Weich-Kombination, besonders geeignet für Teflon (PTFE)-Materialien.Geringe Produktionskapazität und hohe Kosten sind ebenfalls seine Nachteile, aber die Vorteile der Plasmabehandlung liegen auch auf der Hand. Im Vergleich zu anderen Oberflächenbehandlungsmethoden verbessert es bei der Behandlung der Teflonaktivierung seine Hydrophilie, um sicherzustellen, dass die Metallisierung von Löchern, die Laserlochbehandlung, Entfernung des restlichen Trockenfilms der Präzisionslinie, Aufrauen, Vorverstärkung, Schweißen und Siebdruckzeichen-Vorbehandlung, seine Vorteile sind unersetzlich und weisen außerdem saubere, umweltfreundliche Eigenschaften auf.

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