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剛撓結(jié)合板(Rigid-flexPrintedCircuitBoard,R-FPCB)是指在不同區(qū)域利用剛性基材與撓性基材有選擇性結(jié)合而制成的印制電路板(PrintedCircuitBoard,PCB)。在剛撓結(jié)合區(qū),各剛撓基材上的導(dǎo)電圖形通常都能夠進(jìn)行互連。其中,R-FPCB上包含一個或多個可彎折區(qū)域以實(shí)現(xiàn)線路互連。R-FPCB是當(dāng)前最復(fù)雜的電子互連結(jié)構(gòu)之一,這種電路結(jié)構(gòu)將傳統(tǒng)PCB與更小尺寸且便于安裝的撓性印制電路板(FlexiblePrintedCircuitBoard,FPC)融為一體,解決了各種電子系統(tǒng)互連可靠性問題,在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常成功。其中,R-FPCB具有減小整機(jī)重量和降低成本,減少安裝時間和增加可靠性的優(yōu)點(diǎn),節(jié)約了返工和返修時間,是一種優(yōu)秀的電子互連方法。因此,剛撓結(jié)合板被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通信機(jī)、汽車、軍事和航天以及其它的電子設(shè)備中。

印制線路板(PCB)的孔金屬化工藝直接影響電子產(chǎn)品的電氣連接性能。而去鉆污效果的好壞直接影響孔內(nèi)鍍層質(zhì)量,進(jìn)而決定產(chǎn)品的合格率。目前去鉆污的方法很多,分為濕法和干法兩種。濕法處理采用化學(xué)溶液進(jìn)行反應(yīng),包括高錳酸鉀、濃硫酸、濃鉻酸和PI調(diào)整處理等。干法處理是在真空環(huán)境下,通過等離子體與孔壁內(nèi)鉆污反應(yīng)而除去鉆污。FPC和R-FPCB的材料在濕法處理液中會發(fā)生溶脹而分層及存在環(huán)境污染等問題,在處理撓性多層板及剛撓結(jié)合板時優(yōu)先使用等離子體清洗法。

等離子清洗工藝

等離子體是物質(zhì)的第四種狀態(tài),由電子、離子、活潑自由基和分子四種形態(tài)組成。反應(yīng)氣體在低壓下,在電場的作用下獲得能量,氣體分子離子化,產(chǎn)生輝光放電。離子化氣體影響或和腔體中的材料分子反應(yīng),打破基材小分子結(jié)構(gòu)變成較小的分子而變成揮發(fā)性的氣體,通過真空泵排凈。等離子清洗過程是一個物理和化學(xué)相結(jié)合的反應(yīng)。

等離子體清洗設(shè)備主要由四個部分組成:電極(electrode)、射頻發(fā)生器(RFgenerator)、真空室(vacuumchamber)和真空泵(vacuumpump)。圖1所示為典型等離子清洗設(shè)備原理圖,而圖2所示為等離子清洗機(jī)腔體實(shí)物圖。

圖1 典型的等離子清洗設(shè)備原理圖

圖2 等離子清洗腔體實(shí)物圖

電路板的等離子清洗蝕刻中的反應(yīng)氣體有Ar,He,H2,N2,O2,CF4等,N2,O2,CF4或O2,He等氣體混合可以用來清洗FR-4材料、BT材料、聚酰亞胺和丙烯酸材料產(chǎn)生的鉆污,而處理PTFE含纖維材料和PTFE含陶瓷材料時,還需要在最后用H2把一些物質(zhì)進(jìn)行還原。

等離子氣體處理剛撓結(jié)合板的主要成分是N2、CF4和O2,整個過程可以分為三個階段。首先采用N2對孔壁進(jìn)行物理清洗以提高孔壁清潔度,同時也有加熱基板的作用;然后利用CF4和O2進(jìn)行化學(xué)清洗,在等離子發(fā)生器的高頻高壓作用下,CF4、O2發(fā)生電離產(chǎn)生含有自由基、原子、分子及電子的等離子氣氛,反應(yīng)式如下（1）所示:

最后(1)所產(chǎn)生的等離子體與孔壁上的鉆污等介質(zhì)層材料發(fā)生反應(yīng)生成氣體被排出而達(dá)到孔壁清洗效果,反應(yīng)式如(2)所示:

當(dāng)孔壁介質(zhì)層含有玻璃纖維時,還有以下反應(yīng)發(fā)生:

以上是等離子清洗的基本原理,整個過程均以氣體和粒子形式進(jìn)行,反應(yīng)方便快捷。使用等離子去鉆污不需使用整個濕式工藝線, 減少了化學(xué)處理的成本,減少了水的使用。在等離 子去鉆污時,面板放置在真空箱內(nèi),然后引入氣體并通過電源轉(zhuǎn)換成等離子,等離子在面板表面反應(yīng), 揮發(fā)性的樹脂鉆污物被真空泵移除。