CN103071646A - 一种用等离子体去除软硬结合板钻污的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用等离子体去除软硬结合板钻污的方法，包括以下步骤：a)第一阶段在设备腔里注入N₂，然后用射频电源向真空室内的正负电极间施加高频高压电场产生等离子，b)第二阶段以O₂、CF₄为原始气体，然后用射频电源施加高频高压电场产生O、F等离子体，与丙烯酸、聚酰亚胺、环氧树脂、玻璃布等反应，去钻污凹蚀；c)第三阶段采用O₂为原始气体，生成等离子体与反应的残余物反应使孔壁清洁；本发明解决了软、硬板两种材料热膨胀系数不同的问题，软板不能够用强碱处理的问题，本发明所采取的工艺增强了孔壁与铜层的结合力，提升了软硬结合板线路导通良率。

Description

一种用等离子体去除软硬结合板钻污的方法

技术领域

本发明涉及线路板制造工艺技术领域，尤其涉及到等离子工艺的软硬结合板技术。

背景技术

软硬结合板是一种特殊的电气互联技术，其主要是满足三维组装技术要求，主要应用于计算机、航空航天、军用电子，近几年来在通讯设备上应用的越来越广泛。

在软硬结合板的制造工艺，在钻孔过程中高速转动的钻头温度可以达到200℃以上，普通硬性线路板的制作过程中，一般都采用高锰酸钾去除钻污。软板采用丙烯酸粘结材料，其玻璃化温度仅为40℃。因为软、硬板两种材料热膨胀系数不同，丙烯酸所产生的钻污如果采用化学方式去钻污，会引起两种材料去除钻污速度差异，从而产生沉铜后连接性差，直接影响孔金属化的可靠性。而采用等离子蚀刻***处理，不仅能够顺利去除钻污，而且还能够增强孔壁与铜层的结合强度，减少电路的失效性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用等离子体去除软硬结合板钻污的方法，解决了软、硬板两种材料热膨胀系数不同的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了：一种用等离子体去除软硬结合板钻污的方法，包括以下步骤：

a)第一阶段在设备腔里注入100％的N₂为处理气体，然后用射频电源向真空室内的正负电极间施加高频高压电场产生等离子，具体参数为N₂含量100％、射频功率2～5千瓦、处理时间5分钟；

b)第二阶段以O₂、CF₄为原始气体，然后用射频电源施加高频高压电场产生O、F等离子体，与丙烯酸、聚酰亚胺、环氧树脂、玻璃布等反应，去钻污凹蚀，具体参数为CF₄气体20％、O₂气体80％、射频功率2～5千瓦、处理时间3～5分钟；

c)第三阶段采用O₂为原始气体，射频电源施加高频高压电场生成等离子体与反应的残余物反应使孔壁清洁，具体参数为O₂气体100％、射频功率2～5千瓦、处理时间3～5分钟。

其工作原理：是利用真空装置通入被选用的气体，再用射频电源向真空室内的正负电极间施加高频高压电场，促使气体在电场作用下的两极之间电离，形成电子、离子、自由基和紫外线辐射粒子等组成的高能量和高活性等离子气体，对孔壁高分子材料和玻璃纤维发生气固化学反应，同时生成的气体产物和部分未反应的粒子被抽气泵排除。O₂+CF₄等离子处理过的软硬结合板，再用O₂处理，不但可使孔壁的亲水性得到改善同时也可以除去反应结束后的沉积物和反应不完全的中产物。

以O₂+CF₄为例在真空状态下等离子体形反应过程如下：

O₂+CF₄→O+OF+CF3+CO+COF+F+e+……；等离子与高分子材料(C.H.O.N)反应RF(C.H.O.N)+(O₂+CF4→O+OF+CF3+CO+COF+F+e+……)→CO₂↑+H₂O↑+NO₂↑+……↑

本发明解决了软、硬板两种材料热膨胀系数不同的问题，软板不能够用强碱处理的问题，本发明所采取的工艺增强了孔壁与铜层的结合力，提升了软硬结合板线路导通良率。

具体实施方式

本发明提供了非限定性的实施例。

实施例1

a)第一阶段在设备腔里注入N₂，然后用射频电源向真空室内的正负电极间施加高频高压电场产生等离子，具体参数为N₂含量100％、射频功率2千瓦、处理时间5分钟；

b)第二阶段以O₂、CF₄为原始气体，然后用射频电源施加高频高压电场产生O、F等离子体，与丙烯酸、聚酰亚胺、环氧树脂、玻璃布等反应，去钻污凹蚀，具体参数为CF₄气体20％、O₂气体80％、射频功率2千瓦、处理时间30分钟；

c)第三阶段采用O₂为原始气体，射频电源施加高频高压电场生成等离子体与反应的残余物反应使孔壁清洁，具体参数为O₂气体100％、射频功率2千瓦、处理时间3分钟。

实施例2

a)第一阶段在设备腔里注入N₂，然后用射频电源向真空室内的正负电极间施加高频高压电场产生等离子，具体参数为N₂含量100％、射频功率4千瓦、处理时间5分钟；

b)第二阶段以O₂、CF₄为原始气体，然后用射频电源施加高频高压电场产生O、F等离子体，与丙烯酸、聚酰亚胺、环氧树脂、玻璃布等反应，去钻污凹蚀，具体参数为CF₄气体20％、O₂气体80％、射频功率4千瓦、处理时间30分钟；

c)第三阶段采用O₂为原始气体，射频电源施加高频高压电场生成等离子体与反应的残余物反应使孔壁清洁，具体参数为O₂气体100％、射频功率4千瓦、处理时间4分钟。

实施例3

a)第一阶段在设备腔里注入N₂，然后用射频电源向真空室内的正负电极间施加高频高压电场产生等离子，具体参数为N₂含量100％、射频功率5千瓦、处理时间5分钟；

b)第二阶段以O₂、CF₄为原始气体，然后用射频电源施加高频高压电场产生O、F等离子体，与丙烯酸、聚酰亚胺、环氧树脂、玻璃布等反应，去钻污凹蚀，具体参数为CF₄气体20％、O₂气体80％、射频功5千瓦、处理时间30分钟；

c)第三阶段采用O₂为原始气体，射频电源施加高频高压电场生成等离子体与反应的残余物反应使孔壁清洁，具体参数为O₂气体100％、射频功率5千瓦、处理时间5分钟。

离子去钻污凹蚀刻有许多影响因素。如工艺参数、前处理效果、线路板上孔的分布和大小等，综合考虑才能够保证去钻污的质量。

表一等离子体去钻污凹蚀工艺参数

工艺参数	第一阶段	第二阶段	第三阶段
				CF4气百分比(％)	0	20	0
O2百分比(％)	0	80	100
				N2百分比(％)	100	0	0
射频功率(KW)	2～5	2～5	2～5
				处理时间(min)	5	30	3～5
真空度(Pa)	35	35	35

压合前聚酰亚胺(PI)表面粗化处理流程工艺说明及相关技术参数：

第一阶段以O₂、CF₄为原始气体，混合后产生O、F等离子体，与聚酰亚胺、反应，达到除去凹蚀表面的目的。具体参数为CF₄气体35％、O₂气体65％、射频功率3～5千瓦、处理时间15分钟。

第二阶段采用O₂为原始气体，生成等离子体与反应的残余物反应使表面清洁，具体参数为O₂气体100％、射频功率2～5千瓦、处理时间3～5分钟。

表二等离子体表面粗化处理聚酰亚胺工艺参数

工艺参数	第一阶段	第二阶段
			CF4气百分比(％)	35	0
O2百分比(％)	65	100
			射频功率(KW)	3～5	2～5
处理时间(min)	15	3～5
			真空度(Pa)	35	35

本发明与现有技术相比，本发明所解决了软、硬板两种材料热膨胀系数不同，软板不能够用强碱处理的问题；本发明的技术没有选择性，就是不分所处理板子的树脂类型，只要调整参数，均可进行处理，譬如，高活度的等离子流对环氧树脂、聚酰亚胺、丙烯酸、玻璃纤维等产生的钻污都能快速、均匀地把它们从孔壁上作用掉，并可以形成一定的凹蚀，有效地实现三维连接，提高金属化孔的可靠性。

本发明所采取的工艺增强了孔壁与铜层的结合力，提升了软硬结合板线路导通良率；本发明所采取的工艺解决了软板(聚酰亚胺)表面光滑，与硬板压合后结合力不好的问题，经过等离子处理后可剥离强度比不处理能够增大十倍。使压合后气泡、分层等品质问题得到解决。

本发明经过原始气体及工艺参数的变化后同样适用于线路板行业的PTFE材料、高阶HDI的制作，同时也能够对金面氧化等线路板常见问题进行清洁处理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种用等离子体去除软硬结合板钻污的方法，包括以下步骤：

a)第一阶段在设备腔里注入N₂，然后用射频电源向真空室内的正负电极间施加高频高压电场产生等离子，具体参数为N₂含量100％、射频功率2～5千瓦、处理时间5分钟；

b)第二阶段以O₂、CF₄为原始气体，然后用射频电源施加高频高压电场产生O、F等离子体，与丙烯酸、聚酰亚胺、环氧树脂、玻璃布等反应，去钻污凹蚀，具体参数为CF₄气体20％、O₂气体80％、射频功率2～5千瓦、处理时间30分钟；

c)第三阶段采用O₂为原始气体，射频电源施加高频高压电场生成等离子体与反应的残余物反应使孔壁清洁，具体参数为O₂气体100％、射频功率2～5千瓦、处理时间3～5分钟。