刚挠结合板(Rigid-flexPrintedCircuitBoard,R-FPCB)是指在不同区域利用刚性基材与挠性基材有选择性结合而制成的印制电路板(PrintedCircuitBoard,PCB)。在刚挠结合区,各刚挠基材上的导电图形通常都能够进行互连。其中,R-FPCB上包含一个或多个可弯折区域以实现线路互连。R-FPCB是当前最复杂的电子互连结构之一,这种电路结构将传统PCB与更小尺寸且便于安装的挠性印制电路板(FlexiblePrintedCircuitBoard,FPC)融为一体,解决了各种电子系统互连可靠性问题,在工业领域应用非常成功。其中,R-FPCB具有减小整机重量和降低成本,减少安装时间和增加可靠性的优点,节约了返工和返修时间,是一种优秀的电子互连方法。因此,刚挠结合板被广泛应用于计算机、通信机、汽车、军事和航天以及其它的电子设备中。

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。目前去钻污的方法很多,分为湿法和干法两种。湿法处理采用化学溶液进行反应,包括高锰酸钾、浓硫酸、浓铬酸和PI调整处理等。干法处理是在真空环境下,通过等离子体与孔壁内钻污反应而除去钻污。FPC和R-FPCB的材料在湿法处理液中会发生溶胀而分层及存在环境污染等问题,在处理挠性多层板及刚挠结合板时优先使用等离子体清洗法。

等离子清洗工艺

等离子体是物质的第四种状态,由电子、离子、活泼自由基和分子四种形态组成。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。离子化气体影响或和腔体中的材料分子反应,打破基材小分子结构变成较小的分子而变成挥发性的气体,通过真空泵排净。等离子清洗过程是一个物理和化学相结合的反应。

等离子体清洗设备主要由四个部分组成:电极(electrode)、射频发生器(RFgenerator)、真空室(vacuumchamber)和真空泵(vacuumpump)。图1所示为典型等离子清洗设备原理图,而图2所示为等离子清洗机腔体实物图。

图1 典型的等离子清洗设备原理图

图2 等离子清洗腔体实物图

电路板的等离子清洗蚀刻中的反应气体有Ar,He,H2,N2,O2,CF4等,N2,O2,CF4或O2,He等气体混合可以用来清洗FR-4材料、BT材料、聚酰亚胺和丙烯酸材料产生的钻污,而处理PTFE含纤维材料和PTFE含陶瓷材料时,还需要在最后用H2把一些物质进行还原。

等离子气体处理刚挠结合板的主要成分是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,反应式如下（1）所示:

最后(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(2)所示:

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。使用等离子去钻污不需使用整个湿式工艺线, 减少了化学处理的成本,减少了水的使用。在等离 子去钻污时,面板放置在真空箱内,然后引入气体并通过电源转换成等离子,等离子在面板表面反应, 挥发性的树脂钻污物被真空泵移除。