CN111148367A - 一种去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明技术方案公开了一种去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺，将印刷电路板放置到脉冲等离子体发射装置下，对印刷电路板孔内胶渣进行去除；本发明将脉冲等离子体工艺用于高密度高厚宽比印刷电路板的孔内胶渣清洗。通过脉冲等离子体的等离子体开启/熄灭的快速切换，既能形成大量的活性粒子对孔内胶渣进行清洗，同时又可以利用熄灭阶段的鞘层消失，去除掉残留电荷，同时加速副产物的快速扩散，保证孔口和孔内的清洗速率保持一致，从而实现均匀性的提升。
Description
技术领域
本发明涉及印刷电路板制作技术领域，尤其是涉及一种去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺。
背景技术
现在印刷电路板行业正在向高厚宽比、高集成、封装化、细微化和多层化的方向发展，对高厚宽比板（HDI板）的需求日益提升。对于高厚宽比印刷电路板而言，孔的间距更近，而孔的直径也更小。在制作高厚宽比、高精度、多层的印刷电路板时激光钻孔后在孔内形成的胶渣必须清洗干净不然就会影响印刷电路板的通断可靠性。等离子体是现在针对高厚宽比板孔内胶渣刻蚀的最有效的方法。
等离子体胶渣去除是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子，离子或自由基，这些活性粒子扩散到需去除的部位，在那里与胶渣进行反应，形成挥发性生成物而被去除。
但是随着厚宽比及印刷电路板密度的进一步增加，对PCB孔内胶渣去除的工艺要求进一步提高，不仅需要将胶渣清洗干净，而且还需要保证孔的形状/尺寸保持不变，同时孔内的清洗均匀性要求进一步提升。
传统的连续波等离子体清洗由于等离子体的鞘层存在产生的约束效应使得副产物很难从高厚宽比的孔内释放出来，这就导致孔口的胶渣被清洗而孔内的胶渣仍然存在，继续清洗则会进一步导致孔口形成喇叭口，如图1所示。
对于连续波等离子体而言还存在另外一个问题就是，由于印刷电路板孔为绝缘物质，电荷会累积在孔口及孔内，这些累积的电荷会影响等离子体中的活性带电粒子在孔内的运动轨迹，从而使得孔内胶渣清洗的非均匀性，更恶化的状况甚至会出现扭曲，如图二所示。
发明内容
本发明解决的技术问题是传统的连续波等离子体清洗无法将副产物有效地从高厚宽比的孔内释放出来。
为解决上述的技术问题，本发明技术方案提供一种去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺，其中，包括如下步骤：
步骤1、将具有高深宽比孔的印刷电路板放置到脉冲等离子体装置下，脉冲等离子体装置向印刷电路板的高深宽比孔中发射脉冲等离子体，将印刷电路板的高深宽比孔内胶渣进行去除；
步骤2、开启脉冲等离子体装置，向印刷电路板的高深宽比孔中发射等离子体1~3秒；
步骤3、熄灭脉冲等离子体装置，停止向印刷电路板的高深宽比孔内发射等离子体1~3秒；
步骤4、重复步骤2、步骤3；
步骤5、胶渣去除完成。
可选地，在步骤2中，脉冲等离子体的脉冲频率在1Hz-10kHz可调，脉宽在1-99%可调。
可选地，在步骤2中，在脉冲等离子体的等离子体开启阶段，脉冲等离子体的活性粒子与印刷电路板的高深宽比孔内胶渣产生化学反应形成副产物。
可选地，由于等离子体约束效应，副产物约束在印刷电路板的高深宽比孔内。
可选地，在步骤3中，在脉冲等离子体的等离子体熄灭阶段，等离子体鞘层消失，对副产物的等离子体约束消失，反应副产物可以扩散出高深宽比的孔中。
为解决上述的技术问题，本发明技术方案还提供一种经过根据上述任意所述的去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺制得的印刷电路板。
本发明技术方案的有益效果是：
本发明将脉冲等离子体工艺用于高密度高厚宽比印刷电路板的孔内胶渣清洗。通过脉冲等离子体的等离子体开启/熄灭的快速切换，既能形成大量的活性粒子对孔内胶渣进行清洗，同时又可以利用熄灭阶段的鞘层消失，去除掉残留电荷，同时加速副产物的快速扩散，保证孔口和孔内的清洗速率保持一致，从而实现均匀性的提升。
附图说明
图1为现有技术中连续波等离子体的形式及用于孔内胶渣刻蚀的效果示意图；
图2为现有技术中印刷电路板孔内电荷累积对等离子体内带电粒子运动轨迹的影响及从而产生的清洗图形；
图3为本发明实施例中脉冲等离子体的形式及用于孔内胶渣刻蚀的效果示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
请参见图3所示，示出了一种实施例的去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺，其中，包括如下步骤：
步骤1、将具有高深宽比孔的印刷电路板放置到脉冲等离子体装置下，脉冲等离子体装置向印刷电路板的高深宽比孔中发射脉冲等离子体，将印刷电路板的高深宽比孔内胶渣进行去除；
步骤2、开启脉冲等离子体装置，向印刷电路板的高深宽比孔中发射等离子体1~3秒；
步骤3、熄灭脉冲等离子体装置，停止向印刷电路板的高深宽比孔内发射等离子体1~3秒；
步骤4、重复步骤2、步骤3；
步骤5、胶渣去除完成。
本实施例中，在步骤2中，脉冲等离子体的脉冲频率在1Hz-10kHz可调，脉宽在1-99%可调。
本实施例中，在步骤2中，在脉冲等离子体的等离子体开启阶段，脉冲等离子体的活性粒子与印刷电路板的高深宽比孔内胶渣产生化学反应形成副产物。
本实施例中，由于等离子体约束效应，副产物约束在印刷电路板的高深宽比孔内。
本实施例中，在步骤3中，在脉冲等离子体的等离子体熄灭阶段，等离子体鞘层消失，对副产物的等离子体约束消失，反应副产物可以扩散出高深宽比的孔中。
通过以下说明进一步地认识本发明的特性及功能。
本实施例利用高功率脉冲等离子体技术，通过高功率脉冲等离子体的开/关特性从而产生等离子体鞘层的消失从而中和掉高厚宽比印刷电路板孔的残留电荷，规避掉电镜效应，从而使得带电粒子可以进入到高厚宽比的孔内部对孔内的胶渣进行去除，同时在脉冲等离子体的等离子体熄灭时间内副产物可以更有效的扩散出来。这样就通过高功率脉冲等离子体实现对高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的均匀去除。
本实施例可以用于印刷电路板的孔内胶渣去除的应用。
为了解决连续波等离子体在高密度高厚宽比印刷电路板的孔内胶渣清洗的问题，我们现在提出将脉冲等离子体的工艺用于高密度高厚宽比印刷电路板的孔内胶渣清洗。
如图3所示，不同于连续波等离子体，脉冲等离子体由于受到脉冲驱动，因此等离子体不是一直开启的，它处于开启和关闭快速切换的过程。在等离子体开启的过程时如图三所示，活性粒子进入到印刷电路板孔内并与孔内胶渣反应形成副产物，这些副产物由于受到等离子体约束效应，因此很难很快扩散出印刷电路板孔内，因此在孔内累积。而当等离子体熄灭的时间内没有活性粒子产生并与孔内胶渣进行反应，更重要的是由于鞘层的消失，被等离子体约束的副产物可以扩散出孔内，这样就会使得孔口和孔内的清洗速率无差异，可以保证了孔内清洗的均匀性。
具体的，继续参见图3所示，图3A中脉冲等离子体发射装置开启，等离子体进入印刷电路板孔内并与孔内的胶渣反应，产生副产物。图3B中关闭脉冲等离子体发射装置，等离子体熄灭，副产物从印刷电路板孔内扩散出。图3C继续打开脉冲等离子体发射装置，等离子体进入印刷电路板孔内并与孔内的胶渣继续发生反应，产生副产物。图3D中关闭脉冲等离子体发射装置，等离子体熄灭，副产物从印刷电路板孔内扩散出。循环打开/关闭脉冲等离子体发射装置，使得等离子体不断与胶渣反应生成副产物再扩散出孔内，最终使得印刷电路板孔内胶渣被完全清除干净。
由于在脉冲等离子体中，在等离子体开启的时间段内电荷会在印刷电路板孔内累积形成电镜，但是在等离子体熄灭阶段离子不再受等离子体约束他们会迅速与孔内的电荷中和，从而使得孔内电镜消失，最终保证清洗的方向性避免清洗的扭曲和不均匀。
本发明用脉冲等离子体进行高密度高厚宽比的PCB板孔内胶渣去除。脉冲等离子体由于有等离子体熄灭的瞬间，因此可以有效去除电荷累积的同时有助于清洗副产物在孔内的快速扩散。
脉冲等离子体的工艺参数可参考如下范围：
射频频率：40kHz~13.56MHz ，本实施例中为40kHz~2MHz，优选的为1MHz。
射频功率： 500w ~ 20000w ，本实施例中为1000W~15000W，优选的为7500W。
脉冲频率：1Hz~10kHz ，本实施例中为100kHz~1kHz，优选的为50kHz。
脉冲占空比：1%~99% ，本实施例中为30%~60%，优选的为45%。
综上所述，本发明将脉冲等离子体工艺用于高密度高厚宽比印刷电路板的孔内胶渣清洗。通过脉冲等离子体的等离子体开启/熄灭的快速切换，既能形成大量的活性粒子对孔内胶渣进行清洗，同时又可以利用熄灭阶段的鞘层消失，去除掉残留电荷，同时加速副产物的快速扩散，保证孔口和孔内的清洗速率保持一致，从而实现均匀性的提升。
本实施例最后还公开了一种经过根据上述任意所述的去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺制得的印刷电路板。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将具有高深宽比孔的印刷电路板放置到脉冲等离子体装置下，脉冲等离子体装置向印刷电路板的高深宽比孔中发射脉冲等离子体，将印刷电路板的高深宽比孔内胶渣进行去除；
步骤2、开启脉冲等离子体装置，向印刷电路板的高深宽比孔中发射等离子体1~3秒；
步骤3、熄灭脉冲等离子体装置，停止向印刷电路板的高深宽比孔内发射等离子体1~3秒；
步骤4、重复步骤2、步骤3；
步骤5、胶渣去除完成。
2.根据权利要求1所述的去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺，其特征在于，在步骤2中，脉冲等离子体的脉冲频率在1Hz-10kHz可调，脉宽在1-99%可调。
3.根据权利要求1所述的去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺，其特征在于，在步骤2中，在脉冲等离子体的等离子体开启阶段，脉冲等离子体的活性粒子与印刷电路板的高深宽比孔内胶渣产生化学反应形成副产物。
4.根据权利要求3所述的去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺，其特征在于，由于等离子体约束效应，副产物约束在印刷电路板的高深宽比孔内。
5.根据权利要求1所述的去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺，其特征在于，在步骤3中，在脉冲等离子体的等离子体熄灭阶段，等离子体鞘层消失，对副产物的等离子体约束消失，反应副产物可以扩散出高深宽比的孔中。
6.一种经过根据权利要求1-5中任意所述的去除高厚宽比印刷电路板孔内胶渣的等离子体工艺制得的印刷电路板。
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