等離子體表面處理技術(shù)常識課件

等離子體表面處理技術(shù)講座-------奧坤鑫科技有限公司主講：劉善雙等離子體表面處理技術(shù)講座-------奧坤鑫科技有限公司主1、什么是等離子體及怎樣建立等離子體；等離子體

(中文)=PLASMA(英文)=電漿(臺灣)等離子體的發(fā)現(xiàn):1879、英國物理學(xué)家、WilliamCrookes----物質(zhì)第四狀態(tài)1929、美國化學(xué)物理學(xué)家、Langmuir----等離子體等離子體定義：部分或是全部電離的氣體；主要包括：電子、離子、中性基團(tuán)、分子、光子1、什么是等離子體及怎樣建立等離子體；等離子體=PLASMA固體

液體

氣體等離子體

能量

能量

能量等離子體的形成物質(zhì)的四種狀態(tài)固體液體什么是等離子體等離子體成分,對外呈現(xiàn)電中性物質(zhì)的第四種形態(tài)什么是等離子體等離子體成分,對外呈現(xiàn)電中性物質(zhì)的第四種形態(tài)低溫等離子體的建立系統(tǒng)(PCB行業(yè));水平式和垂直式等離子體工業(yè)生產(chǎn)模型產(chǎn)生低溫等離子體系統(tǒng)低溫等離子體的建立系統(tǒng)(PCB行業(yè));水平式和垂直式等離子體

等離子體主要作用：清潔、蝕刻和改性清潔：去除表面有機(jī)物污染和氧化物蝕刻：化學(xué)反應(yīng)性蝕刻、物理蝕刻改性：粗化、交聯(lián)2、等離子體在現(xiàn)代工業(yè)中的主要用途等離子體的主要用途：半導(dǎo)體IC行業(yè)蝕刻小孔，精細(xì)線路的加工IC芯片表面清洗綁定打線沉積薄膜等離子體主要作用：清潔、蝕刻和改性2、等離子體在現(xiàn)代工業(yè)中紡織行業(yè)紡織纖維表面改性；生物和醫(yī)療行業(yè)半透膜表面親水的改性；醫(yī)療器械的清潔；鍍膜物理氣相沉積（PVD）鍍膜；化學(xué)氣相沉積（CVD）鍍膜；磁控濺射鍍膜；PCB制作清洗作用:改善可焊性;蝕刻作用:去鉆污、去除電鍍夾膜;表面改性:增加親水性,增強(qiáng)結(jié)合力;紡織行業(yè)生物和醫(yī)療行業(yè)鍍膜PCB制作清洗作用:改善可焊性;等離子體技術(shù)在PCB行業(yè)的應(yīng)用；清洗作用（有機(jī)物CF4+O2,無機(jī)物Ar2+O2）BGA焊盤的清洗；化鎳浸金前處理；蝕刻作用（有機(jī)物CF4+O2）高多層背板去鉆污；多層軟板；剛撓板去鉆污處理；去除夾膜;表面改性作用（CF4+O2

N2+H2)PTFE板材沉銅前處理、阻焊前處理；層壓前處理粗化；等離子體技術(shù)在PCB行業(yè)的應(yīng)用；清洗作用（有機(jī)物CF4+O23、H2/N2等離子體對以PTFE基高頻板改性的研究；前言通訊高保密性高頻通信高速傳輸?shù)徒殡姵?shù)低介質(zhì)損耗因素耐高溫聚苯醚、氰酸脂聚丁二烯最常用：PTFEPTFE&聚四氟乙烯物理特性：介電常數(shù)低、介電強(qiáng)度高、介質(zhì)損耗因素小、半阻燃性、耐熱性好；化學(xué)特性：強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕性、3、H2/N2等離子體對以PTFE基高頻板改性的研究；前言PTFE難以被水潤濕的原因CCFFFFn1.表面能低（31∽34達(dá)因/厘米），接觸角大；2.結(jié)晶度大，化學(xué)穩(wěn)定性好;3.PTFE分子結(jié)構(gòu)高度對稱，屬非極性分子；PTFE難以被水潤濕的原因CCFFFFn1.表面能低（31∽提高PTFE表面的潤濕性能常用的表面改性方法：1、鈉-萘絡(luò)合物化學(xué)處理優(yōu)點(diǎn)：具有較好的表面改性效果；缺點(diǎn)：屬濕式化學(xué)處理，對環(huán)境和人身危害比較大2、低溫等離子處理優(yōu)點(diǎn)：屬干式處理，省能源，無公害，時間短，效率高；材料表面處理的均勻性好；材料表面能改善的同時，基體性能不受影響；缺點(diǎn)：設(shè)備一次性投入較高提高PTFE表面的潤濕性能常用的表面改性方法：1、鈉-萘絡(luò)3.1實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)檢測手段實(shí)驗(yàn)用高頻板材：TaconicRF-35(蝕刻表面銅,刷板兩次)實(shí)驗(yàn)所用氣體：H2、N2實(shí)驗(yàn)設(shè)備：OKSUN-PM12A(功率5Kw、頻率：40KHz)實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)檢測手段SEM(掃描電子顯微鏡)XPS(X射線光電子能譜)剝離強(qiáng)度測試儀3.1實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)檢測手段實(shí)驗(yàn)用高頻板材：Taconic3.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析3.2.1表面顯微結(jié)構(gòu)分析(a)未進(jìn)行處理(b)處理10min不同時間的等離子體處理對PTFE板材表面粗糙度的影響(c)處理30min3.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析3.2.1表面顯微結(jié)構(gòu)分析(a)未(a)2Kw(c)4Kw不同功率的等離子體處理對PTFE板材表面粗糙度的影響(b)3Kw(a)2Kw(c)4Kw不同功率的等離子體處理對PT結(jié)論：1、等離子體處理時間越長，表面的突起物會增多，比表面積會增大。2、而隨著功率的增大，表面突起物增加和比表面積增大。原因：其一：帶電離子濺射侵蝕。其二：化學(xué)活性基團(tuán)化學(xué)侵蝕。結(jié)論：1、等離子體處理時間越長，表面的突起物會增多，比表面積3.2.2XPS表面分析項(xiàng)目CFON-C-NN-C=O-NH-NO改性前34.3865.070.550.230000改性后39.4754.065.411.063.6620.950.21等離子體處理前后PTFE基材表面元素及化學(xué)鍵組成At.%等離子體處理前后PTFE基材的XPS光譜3.2.2XPS表面分析項(xiàng)目CFON-C-NN-C=O-結(jié)論：1、等離子體處理后材料表面突起物增多，比表面積增大；（SEM）2、等離子處理后材料表面含有含氮含氧等親水基團(tuán)；(XPS)1、表面粗糙、增大接觸面積；2、表面含親水基團(tuán)增大親水性表面改性PTFE分子結(jié)構(gòu)改性親水基團(tuán)改性CCFnFFNH2結(jié)論：1、等離子體處理后材料表面突起物增多，比表面積增大；（3.2.3具體幾組表面改性實(shí)驗(yàn)處理前的水滴處理后的水滴1、親水性改善實(shí)驗(yàn)3.2.3具體幾組表面改性實(shí)驗(yàn)處理前的水滴處理后的水滴1、親

局部放大局部放大2、等離子體處理前后RF-35板材孔內(nèi)鍍銅的SEM照片等離子處理前等離子處理后局部放大局部放大2、等離子體處理前后RF

(a)改性前基材表面的沉銅情況（b)30min改性后基材表面的沉銅情況3、等離子體改性前后PTFE基材表面沉銅情況(a)改性前基材表面的沉銅情況（b)30min改性后改性前基材表面的阻焊情況30min改性后基材表面的阻焊情況4、等離子體改性前后基材表面絲印阻焊情況改性前基材表面的阻焊情況30min改性后基材表面的阻焊情況3.3小結(jié)：SEM和XPS分析等離子體改性實(shí)質(zhì)：1、增大比表面積2、使表面帶有親水基團(tuán)原理分析：幾組表面改性實(shí)驗(yàn)：1、表面清水性改善2、PTFE基高頻板孔內(nèi)鍍銅實(shí)驗(yàn)3、PTFE基材表面沉銅實(shí)驗(yàn)4、PTFE基材表面絲印阻焊實(shí)驗(yàn)3.3小結(jié)：SEM和XPS等離子體改性實(shí)質(zhì)：原理分析：4、等離子處理用到那些氣體

氮?dú)?N2)氧氣(O2)氫氣(H2)氬氣(Ar2)四氟化碳(CF4)

4、等離子處理用到那些氣體氮?dú)?N2)5、等離子體技術(shù)目前在印制板上的作用

鉆孔清銷后的孔壁凹蝕,去除孔壁鉆污去出激光鉆盲孔后的碳化物精細(xì)線條制作時,去除干膜殘余物聚四氟乙烯材料沉銅前的孔壁表面活化內(nèi)層板層壓之前的表面活化沉金前的清潔貼干膜和阻焊膜之前的表面活化5、等離子體技術(shù)目前在印制板上的作用鉆孔清銷后的孔壁凹蝕,OKSUNplasma機(jī)臺的主要構(gòu)造及技術(shù)參數(shù)

我們設(shè)備主要有六大部分構(gòu)成：真空發(fā)生系統(tǒng)、真空反應(yīng)系統(tǒng)即反應(yīng)室、人機(jī)界面工控系統(tǒng)也就是電氣控制系統(tǒng)、等離子體發(fā)生器、氣路控制系統(tǒng)，機(jī)柜設(shè)備外形尺寸：長×寬×高=1740mm×1160mm×2000mm

真空腔體容積：長×寬×高=900mm×700mm×700mm，可分為12層，單次處理量6.5平方米

最大放板面積850mm×600mm，約0.5平方米OKSUNplasma機(jī)臺的主要構(gòu)造及技術(shù)參數(shù)我們設(shè)THANKYOU!歡迎大家多提寶貴意見!THANKYOU!歡迎大家多提寶貴意見!等離子體表面處理技術(shù)講座-------奧坤鑫科技有限公司主講：劉善雙等離子體表面處理技術(shù)講座-------奧坤鑫科技有限公司主1、什么是等離子體及怎樣建立等離子體；等離子體

(中文)=PLASMA(英文)=電漿(臺灣)等離子體的發(fā)現(xiàn):1879、英國物理學(xué)家、WilliamCrookes----物質(zhì)第四狀態(tài)1929、美國化學(xué)物理學(xué)家、Langmuir----等離子體等離子體定義：部分或是全部電離的氣體；主要包括：電子、離子、中性基團(tuán)、分子、光子1、什么是等離子體及怎樣建立等離子體；等離子體=PLASMA固體

液體

氣體等離子體

能量

能量

能量等離子體的形成物質(zhì)的四種狀態(tài)固體液體什么是等離子體等離子體成分,對外呈現(xiàn)電中性物質(zhì)的第四種形態(tài)什么是等離子體等離子體成分,對外呈現(xiàn)電中性物質(zhì)的第四種形態(tài)低溫等離子體的建立系統(tǒng)(PCB行業(yè));水平式和垂直式等離子體工業(yè)生產(chǎn)模型產(chǎn)生低溫等離子體系統(tǒng)低溫等離子體的建立系統(tǒng)(PCB行業(yè));水平式和垂直式等離子體

等離子體主要作用：清潔、蝕刻和改性清潔：去除表面有機(jī)物污染和氧化物蝕刻：化學(xué)反應(yīng)性蝕刻、物理蝕刻改性：粗化、交聯(lián)2、等離子體在現(xiàn)代工業(yè)中的主要用途等離子體的主要用途：半導(dǎo)體IC行業(yè)蝕刻小孔，精細(xì)線路的加工IC芯片表面清洗綁定打線沉積薄膜等離子體主要作用：清潔、蝕刻和改性2、等離子體在現(xiàn)代工業(yè)中紡織行業(yè)紡織纖維表面改性；生物和醫(yī)療行業(yè)半透膜表面親水的改性；醫(yī)療器械的清潔；鍍膜物理氣相沉積（PVD）鍍膜；化學(xué)氣相沉積（CVD）鍍膜；磁控濺射鍍膜；PCB制作清洗作用:改善可焊性;蝕刻作用:去鉆污、去除電鍍夾膜;表面改性:增加親水性,增強(qiáng)結(jié)合力;紡織行業(yè)生物和醫(yī)療行業(yè)鍍膜PCB制作清洗作用:改善可焊性;等離子體技術(shù)在PCB行業(yè)的應(yīng)用；清洗作用（有機(jī)物CF4+O2,無機(jī)物Ar2+O2）BGA焊盤的清洗；化鎳浸金前處理；蝕刻作用（有機(jī)物CF4+O2）高多層背板去鉆污；多層軟板；剛撓板去鉆污處理；去除夾膜;表面改性作用（CF4+O2

N2+H2)PTFE板材沉銅前處理、阻焊前處理；層壓前處理粗化；等離子體技術(shù)在PCB行業(yè)的應(yīng)用；清洗作用（有機(jī)物CF4+O23、H2/N2等離子體對以PTFE基高頻板改性的研究；前言通訊高保密性高頻通信高速傳輸?shù)徒殡姵?shù)低介質(zhì)損耗因素耐高溫聚苯醚、氰酸脂聚丁二烯最常用：PTFEPTFE&聚四氟乙烯物理特性：介電常數(shù)低、介電強(qiáng)度高、介質(zhì)損耗因素小、半阻燃性、耐熱性好；化學(xué)特性：強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕性、3、H2/N2等離子體對以PTFE基高頻板改性的研究；前言PTFE難以被水潤濕的原因CCFFFFn1.表面能低（31∽34達(dá)因/厘米），接觸角大；2.結(jié)晶度大，化學(xué)穩(wěn)定性好;3.PTFE分子結(jié)構(gòu)高度對稱，屬非極性分子；PTFE難以被水潤濕的原因CCFFFFn1.表面能低（31∽提高PTFE表面的潤濕性能常用的表面改性方法：1、鈉-萘絡(luò)合物化學(xué)處理優(yōu)點(diǎn)：具有較好的表面改性效果；缺點(diǎn)：屬濕式化學(xué)處理，對環(huán)境和人身危害比較大2、低溫等離子處理優(yōu)點(diǎn)：屬干式處理，省能源，無公害，時間短，效率高；材料表面處理的均勻性好；材料表面能改善的同時，基體性能不受影響；缺點(diǎn)：設(shè)備一次性投入較高提高PTFE表面的潤濕性能常用的表面改性方法：1、鈉-萘絡(luò)3.1實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)檢測手段實(shí)驗(yàn)用高頻板材：TaconicRF-35(蝕刻表面銅,刷板兩次)實(shí)驗(yàn)所用氣體：H2、N2實(shí)驗(yàn)設(shè)備：OKSUN-PM12A(功率5Kw、頻率：40KHz)實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)檢測手段SEM(掃描電子顯微鏡)XPS(X射線光電子能譜)剝離強(qiáng)度測試儀3.1實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)檢測手段實(shí)驗(yàn)用高頻板材：Taconic3.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析3.2.1表面顯微結(jié)構(gòu)分析(a)未進(jìn)行處理(b)處理10min不同時間的等離子體處理對PTFE板材表面粗糙度的影響(c)處理30min3.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析3.2.1表面顯微結(jié)構(gòu)分析(a)未(a)2Kw(c)4Kw不同功率的等離子體處理對PTFE板材表面粗糙度的影響(b)3Kw(a)2Kw(c)4Kw不同功率的等離子體處理對PT結(jié)論：1、等離子體處理時間越長，表面的突起物會增多，比表面積會增大。2、而隨著功率的增大，表面突起物增加和比表面積增大。原因：其一：帶電離子濺射侵蝕。其二：化學(xué)活性基團(tuán)化學(xué)侵蝕。結(jié)論：1、等離子體處理時間越長，表面的突起物會增多，比表面積3.2.2XPS表面分析項(xiàng)目CFON-C-NN-C=O-NH-NO改性前34.3865.070.550.230000改性后39.4754.065.411.063.6620.950.21等離子體處理前后PTFE基材表面元素及化學(xué)鍵組成At.%等離子體處理前后PTFE基材的XPS光譜3.2.2XPS表面分析項(xiàng)目CFON-C-NN-C=O-結(jié)論：1、等離子體處理后材料表面突起物增多，比表面積增大；（SEM）2、等離子處理后材料表面含有含氮含氧等親水基團(tuán)；(XPS)1、表面粗糙、增大接觸面積；2、表面含親水基團(tuán)增大親水性表面改性PTFE分子結(jié)構(gòu)改性親水基團(tuán)改性CCFnFFNH2結(jié)論：1、等離子體處理后材料表面突起物增多，比表面積增大；（3.2.3具體幾組表面改性實(shí)驗(yàn)處理前的水滴處理后的水滴1、親水性改善實(shí)驗(yàn)3.2.3具體幾組表面改性實(shí)驗(yàn)處理前的水滴處理后的水滴1、親

局部放大局部放大2、等離子體處理前后RF-35板材孔內(nèi)鍍銅的SEM照片等離子處理前等離子處理后局部放大局部放大2、等離子體處理前后RF

(a)改性前基材表面的沉銅情況（b)30min改性后基材表面的沉銅情況3、等離子體改性前后PTFE基材表面沉銅情況(a)改性前基材表面的沉銅情況（b)30min改性后改性前基材表面的阻焊情況30min改性后基材表面的阻焊情況4、等離子體改性前后基材表面絲印阻焊情況改性