谈起等离子体处理技术在印制电路板(PCB)生产工艺中的应用，大家或许都不会陌生了，龙芯世纪在PCB抄板的过程中，也对各种等离子设备进行过克隆，反向研究。如：等离子切割机、等离子电视、等离子空气净化机、等离子表面处理设备等等，这里不多做介绍，龙芯世纪现特对新型的等离子技术作个简单介绍，借此也希望和PCB的同行们多多交流和探讨。
一、等离子体应用
等离子体加工技术是在半导体制造中创立起来的一种新技术。它早在半导体制造中得到了广泛应用，是半导体制造不可缺少的工艺。所以，它在IC加工中是一种很长久而成熟的技术。
由于等离子体是一种具有很高能量和极高活性的物质，它对于任何有机材料等都具有良好的蚀刻作用，因而在最近几年也被引用到印制板制造中来。
随着等离子体加工技术运用的日益普及，在PCB 制程中目前主要有以下功用：
(1) 孔壁凹蚀 / 去除孔壁树脂钻污
对于一般FR-4多层印制电路板制造来说，其数控钻孔后的去除孔壁树脂钻污和凹蚀处理，通常有浓硫酸处理法、铬酸处理法、碱性高锰酸钾溶液处理法和等离子体处理法。
但对于挠性印制电路板和刚-挠性印制电路板去除钻污的处理上，由于材料的特性不同，若采用上述化学处理法进行，其效果是不理想的，而采用等离子体去钻污和凹蚀，可获得孔壁较好的粗糙度，有利于孔金属化电镀，并同时具有“三维”凹蚀的连接特性。
(2) 聚四氟乙烯材料的活化处理
但凡进行过聚四氟乙烯材料孔金属化制造的工程师，都有这样的体会：采用一般FR-4多层印制电路板孔金属化制造的方法，是无法得到孔金属化成功的聚四氟乙烯印制板的。其最大的难点是化学沉铜前的聚四氟乙烯活化前处理，也是最为关键的一步。
有多种方法可用于聚四氟乙烯材料化学沉铜前的活化处理，但总结起来，能达到保证产品质量并适合于批生产的，主要有以下两种方法：
(A) 化学处理法
金属钠和萘，于非水溶剂如四氢呋喃或乙二醇二甲醚等溶液内反应，形成一种萘钠络合物。该钠萘处理液，能使孔内之聚四氟乙烯表层原子受到浸蚀，从而达到润湿孔壁的目的。此为经典成功的方法，效果良好，质量稳定，目前应用最广。
(B) 等离子体处理法
此处理方法为干法制程，操作简便、处理质量稳定且可靠，适合于批量化生产。而化学处理法的钠萘处理液来讲，其难于合成、毒性大，且保质期较短，需根据生产情况进行配制，对安全要求很高。
因此，目前对于聚四氟乙烯表面的活化处理，大多采用等离子体处理法进行，操作方便，还明显减少了废水处理。
(3) 碳化物去除
等离子处理法，不但在各类板料的钻污处理方面效果明显，而且在复合树脂材料和微小孔除钻污方面更显示出其优越性。除此之外，随着更高互连密度积层式多层印制电路板制造需求的不断增加，大量运用到激光技术进行钻盲孔制造，作为激光钻盲孔应用的付产物——碳而言，需于孔金属化制作工艺前加以去除。此时，等离子体处理技术，毫不讳言地担当其了除去碳化物的重任。
(4) 内层预处理
随着各类印制电路板制造需求的不断增加，给相应的加工技术提出了越来越高的要求。其中，对于挠性印制电路板和刚-挠性印制电路板的内层前处理，可增加表面的粗糙度和活性，提高板内层间的结合力，这对于成功制造也是很关键的。
在此方面，等离子体处理技术又显示出其独特的魅力，且不乏各类成功的范例。另外，在阻焊膜涂覆前，用等离子体对印制电路板面处理一下，还可获得一定的粗糙度和高活性的表面，从而提高阻焊膜层的附着力。
(5) 残留物去除
等离子体技术在残留物的去除方面，主要有着下述三方面的作用：
(A) 在印制电路板制造，尤其在精细线条制作时，等离子体被用来蚀刻前去除干膜残留物/余胶等，以获得完善高质量的导线图形。如果，一旦于显影后蚀刻前，出现抗蚀刻剂去除不净，会导致短路缺陷的发生。
(B) 等离子体处理技术，还可用于去除阻焊膜剩余，提高可焊性。
(C) 针对某些特殊板材，采用图形蚀刻后电镀可焊性涂覆层时，由于线路边缘蚀刻不净的铜微粒的存在，会造成阴影电镀现象，严重时将导致产品报废。此时，可选用等离子体处理技术，通过烧蚀的方法将铜的细小微粒除去，最终实现合格产品的加工。
二、等离子体形成机理
等离子体是指一种像紫色光、霓虹灯光一样的光，也被称为物质的第四相态。等离子体相态是由于原子中激化的电子和分子无序运动的状态，所以具有相当高的能量，其对于任何有机材料都具有很好的蚀刻作用，因此被应用到印制电路板的制造中来。
形成或产生等离子体，基本上有电容耦合、电感耦合和波耦合等三种基本方法，以及电感耦合与电容耦合一起使用，来产生等离子体。
对于印制电路板应用来说，一般采用以下方式：
(1) 根据待加工印制电路板的尺寸、生产数量及用途，制作一个一定体积的容器，并可形成真空(10-2乇~10-3乇)；
(2) 按等离子体处理目的的不同，向上述真空容器内，通进所选气体(根据所需处理的印制板材料性质来确定，主要有O2、CF4、H2、N2等)；
(3) 在保持一定真空度的前提下，由射频电源向真空容器内的正、负电极间施加高频高压电场，气体在电场下的两电极间电离，形成电子、离子、自由基、游离基团和紫外线辐射粒子等组成的高能量和高活性的等离子体。
这些等离子体对各种各样有机材料组成的板材都能进行反应，如聚酰亚胺(PI)、环氧树脂、BT树脂、氰酸酯、聚丙烯，甚至是聚四氟乙烯(Teflon)等树脂，都可以采用等离子处理技术。
通过上述方法所产生的离子、自由基等高能量和高活性等离子体，被连续的冲撞和受电场作用力而加速，使其与材料表面碰撞，并破坏数微米范围以内的分子键，诱导削减一定厚度，生成凹凸表面，形成气体成分的官能团等表面的物理和化学变化，提高相应的除污、表面活化、提高镀铜粘结力等作用。
三、选择等离子处理是业界发展之必须
各位也许要问，印制板制造企业为何需要等离子处理设备？
随着现代通讯技术的不断发展，一方面，聚四氟乙烯类基材在印制电路板设计中正得到较大的普及，通常应用于微波电路板的制造之中。另一方面，随着电子产品轻型化、小型化、薄型化、高密度化、多功能化(刚挠结合)发展的趋势，挠性及刚挠性印制板的制造正得到前所未有的发展。
众所周知，由于聚四氟乙烯材料的憎水性(具有较低的表面能)，在聚四氟乙烯材料的表面，很难直接进行金属化孔的制作。对于挠性印制板制造所需的聚酰亚胺等材料的表面状态也是如此。
为了应对上述发展趋势，等离子处理技术将越来越显示出其得天独厚的优势。有了等离子处理设备，一方面可以使企业的产品市场得以拓宽，另一方面可以提升企业的产品档次，使企业在应对市场需求的不断变化中，拥有通向成功之路的有力利器。
为了有效实现印制板的制造，针对不同制程的印制板前处理来说，其处理质量的好坏，将直接关系到最终产品的质量，这已日渐成为业界同仁的共识。
通常，印制板的前处理方式，主要有以下几种：
(1) 机械刷板前处理；
(2) 化学清洁前处理方式，主要通过除油、微蚀(硫酸+过氧化氢体系、硫酸+APS体系和硫酸+NPS体系)；
(3) 机械刷板结合化学清洁前处理方式；
(4) 火山灰刷板或喷射处理方式；
(5) 砂带研磨处理方式；
通过上述一种或多种方式结合的运用，已使业界获得了较为理想的结果，但主要针对的是传统的FR-4基材、普通布线密度多层板的制造。
随着FR-4基材向高密度布线化趋势的日益明显，HDI板的制造需求日益迫切。另外，对于高频微波板朝着FR-4多层化制造技术运用的不断迫近，挠性板设计及制造市场的不断扩大，上述传统的前处理方式已难应对。为此，等离子处理技术的出现，正是为其提供了一个展示和发挥的舞台。我国业内厂家已经在关注前途广阔的等离子体处理新工艺技术。
