Tecnología de limpieza por plasma en la fabricación de PCB: aplicaciones y beneficios

El plasma no solo elimina eficazmente los contaminantes orgánicos de la superficie de los materiales poliméricos, sino que también se utiliza para la limpieza fina de contaminantes orgánicos en las superficies de PCBA y PCB, paneles cerámicos, paneles de vidrio, paneles metálicos y otros materiales. Puede eliminar contaminantes de la superficie, mejorar la energía de la superficie y modificar las superficies, mejorando así los procesos de unión o adhesión en etapas posteriores. A continuación, exploraremos algunos casos de aplicación de las máquinas de limpieza por plasma en los procesos de fabricación de PCB.

En la fabricación de PCB, la limpieza con plasma tiene claras ventajas sobre los métodos de limpieza en húmedo. En el caso de placas multicapa de alta densidad (HDI), microagujeros, desmanchado de FPC multicapa, desmanchado de PC rígido-flexible y desmanchado de microagujeros (Desmear) de FR-4 con una alta relación de aspecto (ancho a largo), la limpieza con plasma proporciona resultados más completos y efectivos. La limpieza con plasma es más estable y completa en comparación con los procesos de desmanchado químico, lo que genera una mejora del rendimiento de más del 20 %.

Objetivos de limpieza:

• Elimine completamente las manchas, controle con precisión los resultados del grabado, mejore la fuerza de unión de las paredes de los orificios y el enchapado de cobre, y aumente la confiabilidad y el rendimiento del enchapado de los orificios. Evite problemas como enchapado PTH (agujero pasante enchapado) irregular o defectuoso que podría causar circuitos abiertos.
• Desmear para tableros flexibles multicapa: Quitar pegamento de resina epoxi (Epoxy), pegamento acrílico (Acrylic) y otros adhesivos.

Contaminantes en la unión de cables:

• Máscara de soldadura, restos de pegamento, residuos de SMT, colofonia, ácidos orgánicos; decano (residuos de solución de limpieza de SMT) con componentes principales como poliestireno y Mylar (película de poliéster); óxido metálico; elementos fotosensibles endurecidos como soldadura; partículas orgánicas e inorgánicas en el aire y líquidos residuales en el sustrato. La limpieza con plasma tiene limitaciones y es ineficaz para eliminar algunos de estos. Sin embargo, la limpieza con plasma es muy eficaz para eliminar películas secas y residuos de componentes de hardware finos y procesar placas de alta frecuencia, como se muestra en las figuras 3 y 4.

Principio: Ar+e → Ar++2e → Ar++CxHy

Después de la limpieza, se puede controlar el sustrato midiendo la fuerza de tracción posterior a la unión del alambre, antes del moldeo, para evaluar la eficacia de la limpieza. El objetivo principal es activar el sustrato, aumentar el área de contacto y mejorar la activación física de las moléculas de la superficie, lo que ayuda a la unión de los compuestos de moldeo al sustrato.

Aplicaciones en Industrias: La limpieza con plasma se puede aplicar en la industria de la microelectrónica, la industria optoelectrónica, la industria de circuitos impresos, en casos de mala fijación de matrices, poca resistencia de unión de cables y falta de relleno de chips invertidos, etc.

Desmanchado de microagujeros de tableros duros FR-4 de alta relación de aspecto:

• Los agentes de limpieza químicos a menudo no logran penetrar en los microagujeros debido a la tensión superficial, lo que hace que el proceso de desbarbado sea incompleto. Sin embargo, la limpieza con plasma no tiene esta limitación y es especialmente eficaz para aberturas pequeñas.
• Desmanchado de orificios pasantes de PC rígido-flexible: la limpieza con plasma garantiza un desmanchado completo, evita el ataque químico del permanganato de potasio en el PI de la placa flexible y mejora la uniformidad del grabado de las paredes del orificio, mejorando la confiabilidad y el rendimiento del enchapado de cobre.

Procesamiento láser post-limpieza de residuos carbonizados:

• Orificios pasantes de placas HDI, orificios ciegos o empotrados y eliminación de residuos carbonizados por láser. La limpieza con plasma es eficaz incluso para orificios de microvías de menos de 50 micrones.

Rugosidad y activación de superficies, mejora de la adherencia:

• En el caso de los tableros rígidos-flexibles, los tableros multicapa de alta frecuencia y los tableros multicapa mixtos, el tratamiento con plasma puede hacer que la superficie de materiales como el PI o el PTFE sea más rugosa antes de la laminación. Esto mejora significativamente la resistencia de la unión, lo que evita la delaminación y garantiza una adhesión más fuerte.
• Pretratamiento de refuerzo de FPC: el desbaste con plasma de las superficies de PI antes del refuerzo con láminas de acero, láminas de aluminio o FR-4 puede mejorar la resistencia a la tracción en más de diez veces, evitando el desprendimiento del material.

Limpieza antes del baño de oro químico/galvanoplastia de oro:

• Eliminación de la tinta de la máscara de soldadura y otros materiales extraños antes de limpiar la superficie de la almohadilla de soldadura y el dedo dorado. La limpieza con plasma mejora la humectabilidad y evita defectos como problemas de soldadura y estañado deficiente, lo que mejora la confiabilidad.

PTFE (politetrafluoroetileno):

• El PTFE, comúnmente conocido como teflón, se utiliza para placas de circuitos de alta frecuencia debido a sus excelentes propiedades eléctricas.

Activación del recubrimiento de cobre de la placa de microondas de alta frecuencia antes de la modificación de la superficie del orificio:

• Mejora la fuerza de unión entre la pared del orificio y la capa de cobre, lo que evita problemas como agujeros negros después del recubrimiento de cobre y elimina fracturas de alta temperatura del cobre del orificio y la capa interna de cobre, mejorando la confiabilidad.

Activación de la superficie antes de aplicar la máscara de soldadura y la serigrafía:

• Evita el desprendimiento de la máscara de soldadura y de los caracteres serigrafiados, garantizando una mejor adhesión.

En la fabricación de componentes electrónicos y mecánicos de precisión, los procesos tradicionales de limpieza en húmedo son cada vez más limitados y la investigación de mecanismos y aplicaciones de limpieza en seco se está volviendo urgente. La tecnología de limpieza por plasma muestra claras ventajas en las aplicaciones de limpieza en seco, ya que no representa un daño potencial para las piezas de trabajo. Actualmente, la limpieza por plasma se aplica ampliamente en los procesos de fabricación de PCB.