デジタル情報時代の到来に伴い、通信の高周波化、高速伝送、通信の機密性の要求はますます高まっています。電子情報技術産業に欠かせないサポート製品であるPCBは、基板に低誘電率、低媒体損失率、高温耐性などの性能を要求し、これらの性能ニーズを満たすために特殊な高周波を使用する必要があります。基板のうち、より一般的に使用されるのはテフロン (PTFE) 材料です。ただし、PCB 処理プロセスでは、テフロン材料の表面濡れ性が低いため、ホールメタライゼーション プロセスをスムーズに進めるために、ホールメタライゼーションの前にプラズマ処理による表面濡れが必要です。

プラズマとは何ですか?

プラズマは、主に自由電子と荷電イオンからなる物質の形態であり、宇宙に広く存在し、プラズマまたは「プラズマ」としても知られる「超ガス状態」として知られる物質の 4 番目の状態であると考えられています。プラズマは導電性が高く、電磁場と強く結合します。

機構

真空チャンバー内のガス分子へのエネルギー（電気エネルギーなど）の印加は、加速された電子の衝突によって引き起こされ、分子や原子の最外殻電子が炎症を起こし、イオンまたは高反応性フリーラジカルが生成されます。このようにして生じたイオンやフリーラジカルは、電界力によって衝突・加速され続けることで材料表面に衝突し、数ミクロンの範囲で分子結合を破壊し、一定の厚みの減少を引き起こし、凹凸を発生させます。銅めっきの表面を保護すると同時に、ガス組成の官能基などの表面の物理的・化学的変化を形成し、銅めっきの結合力の向上、除染などの効果をもたらします。

上記プラズマには酸素、窒素、テフロンガスがよく使われます。

PCB分野で使用されるプラズマ処理

• 穴あけ後の穴壁のへこみ、穴壁の穴あけ汚れを取り除きます。
• レーザードリルで止まり穴をあけた後、超硬を除去します。
• 細い線が描かれると、ドライフィルムの残留物が除去されます。
• テフロン材料が銅に堆積される前に、穴壁の表面が活性化されます。
• 内板積層前の表面活性化。
• 金を沈める前の洗浄。
• フィルムの乾燥および溶着前の表面活性化。
• 内面形状と濡れ性を変更し、層間結合力を向上させます。
• 腐食防止剤と溶接フィルムの残留物を除去します。

処理後の効果のコントラストチャート

1. 親水性向上実験

2. プラズマ処理前後のRF-35シート穴の銅メッキSEM

3. プラズマ改質前後の PTFE ベースボード表面の銅の析出

4. プラズマ改質前後の PTFE 基板表面のソルダマスク状態

プラズマ作用の説明

1、テフロン素材の活性化処理

しかし、ポリテトラフルオロエチレン材料の穴の金属化に携わったすべてのエンジニアは、次の経験を持っています。 FR-4多層プリント基板 ホールメタライゼーション処理方法では、PTFE ホールメタライゼーションは成功しません。中でも、化学銅蒸着前の PTFE の前活性化処理は非常に難しく、重要なステップです。化学銅蒸着前の PTFE 材料の活性化処理にはさまざまな方法が使用できますが、全体的に製品の品質を保証でき、量産目的に適している方法は次の 2 つです。

a）化学処理方法：金属ナトリウムとラドン、テトラヒドロフランやグリコールジメチルエーテル溶液などの非水溶媒中での反応、ニオナトリウム錯体の形成、ナトリウム処理溶液は、テフロンの表面原子を表面に作ることができます。穴の壁を濡らすという目的を達成するために、穴は含浸されます。これは典型的な方法であり、効果が良く、品質が安定しており、広く使用されています。

b) プラズマ処理方法: このプロセスは操作が簡単で、安定した信頼性の高い処理品質、大量生産に適しており、プラズマ乾燥プロセスの生産を使用します。化学処理法により調製されるナトリウムるつぼ処理溶液は、合成が難しく、毒性が高く、貯蔵寿命が短く、生産状況に応じて配合する必要があり、高い安全性要件がある。そこで現在では、PTFE表面の活性化処理、プラズマ処理方法が導入され、操作が容易になり、廃水の処理量が大幅に削減されています。

2、穴壁キャビテーション/穴壁樹脂穴あけ除去

FR-4多層プリント基板の加工では、通常、濃硫酸処理、クロム酸処理、アルカリ性過マンガン酸カリウム処理、プラズマ処理を使用して、穴壁樹脂穴あけおよびその他の物質を除去した後、CNC穴あけ加工を行います。しかしながら、フレキシブルプリント基板とリジッドフレキシブルプリント基板における穴あけ汚れ除去処理では、材料特性の違いにより、上記のような化学的処理方法を使用した場合、その効果が理想的ではなく、プラズマの使用が必要となる。ドリルで汚れや凹面の除去を行うと、穴壁の粗さが向上し、穴の金属メッキが促進されますが、「3 次元」の凹面接続特性も得られます。

3、炭化物の除去

プラズマ処理法は、各種シート穿孔汚染処理効果が明らかであるだけでなく、複合樹脂材料や微細孔穿孔汚染処理にもその優位性を示しています。さらに、相互接続密度が高い多層プリント基板の生産需要が高まっているため、多くの穴あけブラインドホールはレーザー技術を使用して製造されていますが、これはレーザー穴あけブラインドホール用途の副産物であるカーボンです。ホールメタライゼーションプロセスの前に除去する必要があります。現時点では、プラズマ処理技術が炭素除去の責任を躊躇なく引き受けます。

4、内部前処理

さまざまなプリント基板の生産需要が増加しているため、それに対応する加工技術の要件もますます高くなっています。フレキシブルプリント基板やリジッドフレキシブルプリント基板の内部前処理は、表面粗さと活性度を高め、内層間の結合力を高め、生産歩留りの向上にも大きな意味を持ちます。

プラズマ処理の長所と短所

プラズマ処理は、プリント回路基板の汚染除去とバック エッチングに便利で効率的かつ高品質な方法です。テフロン (PTFE) 材料は化学的に活性が低く、プラズマ処理により活性化されるため、プラズマ処理はテフロン (PTFE) 材料に特に適しています。高周波発生器（通常40KHZ）により、電場のエネルギーを利用して真空条件下で処理ガスを分離するプラズマ技術が確立されています。これらは不安定な分離ガスを刺激し、表面を改質して衝突させます。微細なUV洗浄、活性化、消耗、架橋、プラズマ重合などの処理プロセスがプラズマ表面処理の役割です。プラズマ処理プロセスは、銅を穴あけする前に、主に穴の処理を行います。一般的なプラズマ処理プロセスは、穴あけ - プラズマ処理 - 銅です。プラズマ処理は、穴あき、残留残留物、内部銅層の電気的結合不良、および不十分な腐食の問題を解決できます。具体的には、プラズマ処理は、穴あけ汚染とも呼ばれる、穴あけプロセスからの樹脂残留物を効果的に除去できます。これは、メタライゼーション中にホール銅と内部銅層との接続を妨げます。メッキと樹脂、ガラス繊維と銅の結合力を高めるためには、これらのスラグをきれいに除去する必要があります。したがって、プラズマによる接着除去と腐食処理により、銅の堆積後に電気的接続が確保されます。

プラズママシンは通常、真空に保たれ、RF 発生器に接続された 2 枚の電極板の間に配置された処理チャンバーで構成され、処理チャンバー内に多数のプラズマを形成します。2 枚の電極板間の処理チャンバーには、プラズマ処理回路基板を収容できるマルチグラム用のシェルター スペースを形成するために、数対の対向するカード スロットが等距離に配置されています。ＰＣＢ基板の既存のプラズマ処理プロセスでは、ＰＣＢ基板がプラズマ処理のためにプラズマ機械に配置されるとき、ＰＣＢ基板は一般に、プラズマ処理チャンバ（すなわち、プラズマ処理を含むコンパートメント）の相対的なカードスロットの間に対応して配置される。回路基板）、プラズマは PCB 基板上の穴のプラズマ対プラズマ処理に使用され、穴の表面水分を改善します。

プラズマ機械処理キャビティのスペースは小さいため、一般に 2 つの電極板処理チャンバの間に 4 対の対向するカード プレート溝が設置されます。つまり、4 つのブロックの形成でプラズマ処理回路基板シェルター スペースを収容できます。一般に、シェルタースペースの各グリッドのサイズは、既存の PCB 基板のプラズマ処理プロセスに従って、900 mm (長さ) x 600 mm (高さ) x 10 mm (幅、つまり基板の厚さ) です。約 2 フラット (900mm x 600mm x 4) の容量があり、各プラズマ処理サイクル時間は 1.5 時間であるため、1 日の容量は約 35 平方メートルになります。既存の PCB 基板のプラズマ処理プロセスを使用すると、PCB 基板のプラズマ処理能力が高くないことがわかります。

まとめ

プラズマ処理は主に高周波プレートに使用されますが、 HDI 、硬質と軟質の組み合わせで、特にテフロン (PTFE) 素材に適しています。生産能力が低く、コストが高いという欠点もありますが、プラズマ処理の利点も明らかです。他の表面処理方法と比較して、テフロン活性化処理で親水性を向上させ、穴の金属化を確実にし、レーザー穴処理、精密ライン残留ドライフィルムの除去、粗加工、前補強、溶接、シルクスクリーン文字の前処理など、その利点はかけがえのないものであり、クリーンで環境に優しい特性も備えています。