等离子体表面处理技术常识

处理后的 水滴
1、亲水性改善实验
局部放大
等离子处理前
局部放大
等离子处理后 2、等离子体处理前后RF-35板材孔内镀铜的SEM照片
(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
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
不同时间的等离子体处理对PTFE板材表面粗糙度的影响
(a) 2Kw
(b) 3Kw
(c) 4Hale Waihona Puke Baiduw
不同功率的等离子体处理对PTFE板材表面粗糙度的影响
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 其二：化学活性基团 溅射侵蚀。 化学侵蚀。
实验所用气体：H2、N2 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
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
(c) 处理30min
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; 表面改性:增加亲水性,增强结合力; 蚀刻作用:去钻污、去除电镀夹膜;
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）
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
等离子体的形成
固体
液体 能量
气体 能量
等离子体 能量
物质的四种状态
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
等离子体工业生产模型
低温等离子体的建立系统(PCB行业);水平式和垂直式
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
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)

欢迎大家多提宝贵意见!
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产生低温等离子体系统
2、等离子体在现代工业中的主要用途 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
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
纺织行业
0.21
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)
F
NH2
1、表面粗糙、增大接触面积；
C
C n
表 面 改 性
F
F
2、表面含亲水基团增大亲水性
PTFE分子结构改性 亲水基团改性
3.2.3具体几组表面改性实验
处理前的 水滴
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 =1740mm×1160mm×2000mm 真空腔体容积：长×宽×高 =900mm×700mm×700mm，可分为12层，单次处 理量6.5平方米 最大放板面积850mm×600mm，约0.5平方米



氮气(N2) 氧气(O2) 氢气(H2) 氩气(Ar2) 四氟化碳(CF4)
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
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；
3、H2/N2等离子体对以PTFE基高频板改性的研究；
前言
高频通信 高速传输 通讯高保密性 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
4、等离子体改性前后基材表面丝印阻焊情况
3.3
小结：
等离子体改性实质：
原理分析： SEM和XPS 分析
1、增大比表面积 2、使表面带有亲水基团
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
4、等离子处理用到那些气体
3.2.2 XPS表面分析
等离子体处理前后PTFE基材的XPS光谱 等离子体处理前后PTFE基材表面元素及化学键组成 At. % 项目
C F O N -C-N N-C=O -NH -NO
改性前
改性后
34.38
39.47
65.07
54.06
0.55
5.41
0.23
1.06
0
3.66
0
2
0
0.95
0
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、
PTFE难以被水润湿的原因
F C F
F C
n
F
1.表面能低（31∽34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；
提高PTFE表面的润湿性能常用的表面改性方法：
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、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