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等离子体表面处理技术常识演示幻灯片.ppt

1、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

2、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

3、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,、

4、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

5、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

6、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

7、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,

8、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

9、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,

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