等离子体表面处理技术常识演示幻灯片.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,1,1,、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、,William Crookes,-,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,2,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,3,什么是等离子体,等离子体成分,对外呈现电中性,物质的第四种形态,4,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,5,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,6,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,;,7,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+O2,N2+H2),PTFE,板材沉铜前处理、阻焊前处理；层压前处理粗化；,8,3,、,H,2,/N,2,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、,9,PTFE,难以被水润湿的原因,C,C,F,F,F,F,n,1.,表面能低（,3134,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；,10,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,11,3.1,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：,H,2,、,N,2,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,12,3.2,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,13,(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,14,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。,15,3.2.2 XPS,表面分析,项目,C,F,O,N,-C-N,N-C=O,-NH,-NO,改性前,34.38,65.07,0.55,0.23,0,0,0,0,改性后,39.47,54.06,5.41,1.06,3.66,2,0.95,0.21,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,16,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,C,C,F,n,F,F,NH,2,17,3.2.3,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,18,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,19,(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,20,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,21,3.3,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,22,4,、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),23,5,、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,24,OKSUN plasma,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,=1740mm1160mm2000mm,真空腔体容积：长,宽,高,=900mm700mm700mm,，可分为,12,层，单次处理量,6.5,平方米最大放板面积,850mm600mm,，约,0.5,平方米,25,THANK YOU!,欢迎大家多提宝贵意见,!,26,