随着数字信息时代的到来，对高频通信、高速传输、通信高保密性的要求越来越高。PCB作为电子信息技术产业不可或缺的配套产品，要求基板满足低介电常数、低介质损耗因数、耐高温等性能，而满足这些性能需要采用特殊的高频基材，其中较常用的是聚四氟乙烯（PTFE）材料。但在PCB加工过程中，由于铁氟龙材料的表面润湿性能较差，因此在孔金属化之前需要通过等离子处理进行表面润湿，以保证孔金属化工艺的顺利进行。

什么是等离子？

等离子体是一种主要由自由电子和带电离子组成的物质形态，广泛存在于宇宙中，常被认为是物质的第四态，称为等离子体，或称“超气态”，又称“等离子”。等离子体具有高导电性并且与电磁场高度耦合。

机制

真空室中气体分子的能量（如电能）的应用是由于加速电子的碰撞，使分子和原子的最外层电子燃烧，产生离子，或高活性的自由基。由此产生的离子、自由基在电场力的作用下不断碰撞加速，使其与材料表面发生碰撞，破坏数微米范围内的分子键，诱导一定厚度的减少，产生凹凸不平表面，同时形成表面的物理化学变化，如气体成分的功能团，提高镀铜结合力，去污等作用。

上述等离子体中常用氧气、氮气和聚四氟乙烯气体。

等离子加工应用于PCB领域

• 钻孔后孔壁凹陷，清除孔壁钻屑；
• 激光钻盲孔后去除碳化物；
• 制作细线时，去除干膜的残留物；
• 在Teflon材料沉积铜之前孔壁表面被激活；
• 内板层压前的表面活化；
• 沉金前清洗；
• 干燥和焊膜前的表面活化。
• 改变内表面形状和润湿性，提高层间结合力；
• 去除缓蚀剂和焊膜残留物；

加工后效果对比图

1、亲水性改善实验

2. 等离子处理前后 RF-35 板孔中的镀铜 SEM

3. 等离子改性前后PTFE基板表面铜沉积

4、等离子改性前后PTFE基板表面阻焊情况

等离子作用说明

1、铁氟龙材料的活化处理

但是所有从事过聚四氟乙烯材料孔金属化的工程师都有这样的体会：使用普通的 FR-4多层印制电路板 孔金属化处理方法，是不成功的聚四氟乙烯孔金属化。其中，化学沉铜前PTF​​E的预活化处理是难点，也是关键步骤。在PTFE材料化学沉铜前的活化处理中，可以采用多种方法，但总的来说，可以保证产品质量，适合大批量生产用途的有以下两种：

a) 化学处理法：金属钠与氡在非水溶剂如四氢呋喃或乙二醇二甲醚溶液中反应，形成镍钠配合物，钠处理液，可使聚四氟乙烯的表面原子在对孔进行浸渍，达到润湿孔壁的目的。这是一种典型的方法，效果好，质量稳定，应用广泛。

b)等离子处理法：该工艺操作简单，加工质量稳定可靠，适合大批量生产，采用等离子干燥工艺生产。化学处理法配制的钠坩埚处理液合成难度大、毒性大、保质期短，需根据生产情况配制，安全性要求高。因此，目前对PTFE表面的活化处理，多采用等离子处理方法，操作简便，而且大大减少了废水的处理量。

2、孔壁气蚀/孔壁树脂钻孔去除

对于FR-4多层印制电路板的加工，其CNC钻孔孔壁树脂钻孔和去除其他物质后，通常采用浓硫酸处理、铬酸处理、碱性高锰酸钾处理和等离子处理。但是，在柔性印制电路板和刚柔结合印制电路板的除钻污处理中，由于材料特性的差异，如果采用上述化学处理方法，效果并不理想，而采用等离子去除钻污和凹陷，可以获得较好的孔壁粗糙度，有利于孔的金属电镀，同时具有“三维”凹陷连接特性。

3、碳化物的去除

等离子处理方法，不仅对各种板材钻孔污染治理效果明显，而且对复合树脂材料和微孔钻孔污染治理，更显示其优越性。此外，由于对高互连密度的分层多层印刷电路板的生产需求不断增加，许多钻孔盲孔采用激光技术制造，这是激光钻孔盲孔应用的副产品——碳，它需要在孔金属化工艺之前被去除。这时，等离子处理技术，义无反顾地承担起除碳重任。

4、内部预处理

由于各种印制电路板的生产需求越来越大，相应的加工工艺要求也越来越高。柔性印制电路板和刚柔印制电路板的内部预处理可以增加表面粗糙度和活化程度，增加内层之间的结合力，对提高生产良率也有重要意义。

等离子加工的优缺点

等离子处理是一种方便、高效、高质量的印制电路板去污和背蚀方法。等离子处理特别适用于聚四氟乙烯（PTFE）材料，因为它们的化学活性较低，等离子处理可激活活性。通过高频发生器（典型值40KHZ），利用电场的能量在真空条件下分离处理气体，建立等离子技术。这些会刺激不稳定的分离气体，从而改变和轰击表面。精细UV清洗、活化、消耗和交联、等离子聚合等处理工艺都是等离子表面处理的作用。等离子加工工艺是在钻铜之前，主要是对孔的处理，一般的等离子加工工艺是：钻孔-等离子处理-铜。等离子处理可解决孔洞、残渣、内铜层电结合不良、腐蚀不充分等问题。具体来说，等离子体处理可以有效去除钻孔过程中的树脂残留物，也称为钻孔污染物。它阻碍了孔铜在金属化过程中与内层铜层的连接。为了提高镀层与树脂、玻璃纤维与铜的结合力，必须将这些熔渣清除干净。因此，等离子脱胶和腐蚀处理可确保铜沉积后的电气连接。

等离子机通常由保持在真空中并位于两个电极板之间的处理室组成，电极板连接到射频发生器以在处理室中形成大量等离子体。在两电极板之间的处理腔内，等距设置有数对相对的卡槽，形成一个可容纳多克等离子处理电路板的遮蔽空间。现有的PCB板等离子处理工艺中，在将PCB基板放入等离子机进行等离子处理时，一般将PCB基板对应放置在等离子处理腔室(即容纳等离子处理的隔间)的相对卡槽之间。 circuit board），等离子用于对PCB基板上的孔进行等离子对等离子处理，以提高孔的表面湿度。

等离子机加工腔空间较小，因此，一般在两电极板加工腔之间设置四对相对的卡板槽，即形成四块可容纳等离子加工电路板的遮蔽空间。一般来说，每格遮蔽空间的尺寸为900mm（长）x 600mm（高）x 10mm（宽，即板的厚度），根据现有的PCB板等离子加工工艺，每次等离子加工板产能约为 2 平（900 毫米 x 600 毫米 x 4），而每个等离子处理周期时间为 1.5 小时，因此一天的产能约为 35 平方米。由此可见，采用现有PCB板的等离子处理工艺，PCB板的等离子处理能力并不高。

概括

等离子处理主要应用于高频板、 人类发展指数 ，软硬结合，特别适用于聚四氟乙烯（PTFE）材料。产能低、成本高也是它的缺点，但是等离子处理的优势也很明显，相对于其他表面处理方法，它在处理特氟龙活化，提高其亲水性，保证孔的金属化，激光孔处理，去除精密线路残留干膜、粗加工、预加固、焊接和丝印字符预处理，其优点是不可替代的，同时还具有清洁、环保的特点。