PCB等离子清洗原理及好处

PCB等离子清洗原理

等离子体是部分电离的气体,是物质的第四态。等离子体可以是单一或多种气体的激发产物。针对印制电路板的材料特性,PCB中所用等离子体成分一般为CF4与O2的混合气体,O2等离子可以和几乎任何的有机材料反应,而不能和无机硅材料反应,辅助的CF4气体可以弥补此缺陷。等离子可以与环氧树脂、聚酰亚胺、丙烯酸、和玻璃纤维等有机物质和无机非金属物质发生化学反应,与无机金属材料等可以发生物理作用。其化学反应是一个化学平衡过程,物理作用是分子动力学过程。其作用过程一般分为3步:

1)CF4和O2输入等离子激发腔体,在13.56MHz的高频电流激发下,发生离解等反应,形成自由基、原子、分子及自由电子等。

O2+CF4→O+OF+CO+COF+F+e–+…

(2)等离子体的高能中性粒子、离子和电子吸附在待处理有机材质表面与物质表面分子基团((C、H、O、N)发生反应,完成能量转移,使物质表面分子官能团活化、裂解等。

(CHON)+(OOFCOCOFFe…)→CO2↑+H2O↑+NO2↑+…

与无机分金属材料玻璃纤维(SiO2、Si)反应。

HF+Si→SiF4↑+H2↑

HF+SiO2→SiF4↑+H2O↑

(3)生成的能态较低的稳定气体分子,脱离反应表面,并被抽出反应腔体,产物的抽出有利于动态化学反应正向进行。

等离子体的化学作用过程,主要是高能正离子和自由基粒子的诱发反应。自由基的高度不稳定性使其在化学作用过程中能迅速实现能量传递和激发官能团的作用,处于激发状态的有机官能团,也具有不稳定的高能量状态,很容易发生裂解反应,生成稳定的气态分子,如水、二氧化碳、二氧化氮等;另一方面,化学反应过程中,多余的能量释放和传递给其他官能团,有利于诱发新的反应和反应的持续进行。同时,等离子体中的高能中性粒子和大分子量的阳离子具有较强的物理学动能,可以轰击物质表面,实现孔壁物理学粗糙化。

等离子清洗机工作机理

印制电路板在等离子清洗机的处理过程一般分为4个阶段。第一阶段:输入纯氮气,使整个腔体处于氮气氛围中,预热整机和清洗杂质气体,为第二阶段做铺垫;第二阶段:以一定速率通入O2气体,O2气体激发后可以与绝大部分有机物质环氧树脂、丙烯酸,聚酰亚胺反应,但不能和玻璃纤维反应,持续较长时间后可以反应掉绝大部分钻污;第三阶段:采用O2为主要气体,并通入少量辅助气体CF4,加强等离子与玻璃纤维反应,使孔壁凸出的玻璃纤维反应成SiF4,达到孔壁平滑、洁净的目的;第四阶段:降低功率,通入化学性质不活波气体N2,排出反应废气,使整个腔体处于惰性的N2的保护中,处理完成。