随着钻孔技术的不断提升,印制电路板(printed circuit board,PCB)通孔孔径越来越小,因此增加了孔内钻污的清洗难度,特别是高厚铜的新能源汽车电源电路板、高多层服务器/交换机电路板等产品。

等离子体是物质以固态、液态、气态3种状态存在之外的第4种状态。反应气体在低压下,在电场的作用下获得能量,气体分子离子化,产生辉光放电。等离子体中存在处于高速运动状态的电子,激活状态的中性原子、分子、原子团(自由基)以及离子化的原子、分子等,因而具有高度的活化性能,能够与PCB孔壁高分子材料及玻璃纤维发生气固化学反应,从而达到去除钻污、活化孔壁的目的。为了解决PCB孔壁的复杂成分钻污问题,等离子体清洗技术在刚挠结合PCB中得到了广泛的应用。虽然高厚径比通孔的主要成分为环氧树脂、SiO2玻璃布等材料,可以采用高锰酸钾溶液进行处理,但是,受毛细管效应的影响,处理溶液无法进入孔内,孔内清洗不干净,容易导致PCB出现可靠性问题。采用等离子体进行清洗成为高厚径比通孔的主要处理方法。

PCB孔内钻污等离子清洗原理

等离子清洗高厚径比通孔的气体主要成分是N2、CF4和O2,整个过程可以分为三个阶段。首先采用N2对孔壁进行物理清洗以提高孔壁清洁度,同时也有加热基板的作用;然后利用CF4和O2进行化学清洗,在等离子发生器的高频高压作用下,CF4、O2发生电离产生含有自由基、原子、分子及电子的等离子气氛,反应式如(1-1)所示:

（1-1）

最后(1-1)所产生的等离子体与孔壁上的钻污等介质层材料发生反应生成气体被排出而达到孔壁清洗效果,反应式如(1-2)所示:

（1-2）

当孔壁介质层含有玻璃纤维时,还有以下反应发生:

以上是等离子清洗的基本原理,整个过程均以气体和粒子形式进行,反应方便快捷。

印制线路板(PCB)的孔金属化工艺直接影响电子产品的电气连接性能。而去钻污效果的好坏直接影响孔内镀层质量,进而决定产品的合格率，等离子清洗能够保证孔金属化的质量，与传统的化学去钻污方法相比，等离子去钻污过程中不使用有害化学物质，对环境友好。