PCB 製造中的等離子清洗技術：應用與優勢

等離子體不僅能有效去除高分子材料表面的有機污染物，還可用於PCBA和PCB、陶瓷面板、玻璃面板、金屬面板等材料表面有機污染物的精細清洗。它可以去除表面污染物，提高表面能，並對錶面進行改性，從而增強後續階段的黏合或黏附過程。下面，我們將探討等離子清洗機在PCB製造製程的一些應用案例。

在 PCB 製造中，等離子清洗比濕式清洗方法有明顯的優勢。適用於高密度多層板（HDI）、微孔、多層FPC除膠渣、剛撓PC除膠渣、以及FR-4高深寬比（寬比長）微孔除膠渣（Desmear），等離子清洗可提供更徹底、更有效的結果。與化學除污製程相比，等離子清洗更加穩定且徹底，產量提高了 20% 以上。

清潔目標：

• 徹底去除污跡，精確控制蝕刻結果，提高孔壁與鍍銅的結合強度，提高孔電鍍的可靠性與良率。防止 PTH（電鍍通孔）電鍍不均勻或有缺陷等可能導致開路的問題。
• 多層柔性板除膠渣：去除環氧樹脂膠（Epoxy）、壓克力膠（Acrylic）等黏合劑。

引線鍵結污染物：

• 阻焊、殘膠、SMT殘渣、松香、有機酸；癸烷（SMT清洗液殘留物），主要成分為聚苯乙烯和Mylar（聚酯薄膜）；金屬氧化物；硬化光敏元件，如焊錫；空氣中的有機和無機顆粒，以及基材上殘留的液體。等離子清洗有其局限性，並且無法有效去除其中一些。然而，等離子清洗對於去除精細硬體元件上的乾膜和殘留物以及加工高頻板非常有效，如圖 3 和 4 所示。

原理： Ar+e → Ar++2e → Ar++CxHy

清潔後，可以在成型前透過測量引線鍵合後的拉力來監測基板，以評估清潔效果。主要目的是活化基材，增加接觸面積，增強表面分子的物理活化，有助於模塑膠與基材的黏合。

工業應用： 等離子清洗可應用於微電子產業、光電產業、印刷電路產業、晶片附著不良、引線鍵結強度不良、倒裝晶片底部填充等。

高縱橫比 FR-4 硬質纖維板微孔除膠渣：

• 由於表面張力，化學清潔劑常常無法滲透到微孔中，使除污過程不完整。然而，等離子清洗沒有這個限制，對於小孔徑特別有效。
• 軟硬結合PC通孔除膠渣：等離子清洗保證除膠渣徹底，避免高錳酸鉀對柔性板PI的化學侵蝕，提高孔壁蝕刻的均勻性，增強鍍銅的可靠性和良率。

雷射加工後燒焦殘留物的清理：

• HDI 板雷射通孔、盲孔/埋孔以及雷射燒焦殘留物的去除。即使對於小於 50 微米的微通孔，等離子清洗也很有效。

表面粗化和活化，增強附著力：

• 對於剛撓結合板、多層高頻板、多層混合板，等離子處理可以在層壓前對PI或PTFE等材料的表面進行粗化處理。這顯著提高了黏合強度，防止分層並確保更強的黏合力。
• FPC補強前處理：在用鋼片、鋁片或FR-4補強之前，對PI表面進行等離子粗化處理，可提高拉伸強度十倍以上，防止材料脫落。

化學鍍金/電鍍金前的清洗：

• 金手指和焊盤表面清洗前先去除阻焊油墨和其他異物。等離子清洗可提高潤濕性，防止焊接問題和鍍錫不良等缺陷，進而提高可靠性。

PTFE（聚四氟乙烯）：

• PTFE俗稱鐵氟龍，由於其優異的電氣性能而用於高頻電路板。

高頻微波板孔表面改質前鍍銅活化：

• 提高孔壁與銅層的結合強度，防止鍍銅後出現黑孔等問題，消除孔銅與內層銅的高溫斷裂，提高可靠性。

阻焊層和網版印刷前的表面活化：

• 防止阻焊層和絲網字元脫落，確保更好的附著力。

在精密機械電子製造領域，傳統的濕式清洗製程日益受到限制，對乾式清洗機理及應用的研究變得刻不容緩。等離子清洗技術在乾洗應用中顯示出明顯的優勢，因為它不會對工件造成潛在傷害。目前，等離子清洗廣泛應用於PCB製造製程。