等离子清洗机在FPC行业的应用

作为在电子设备中扮演着类似“神经网络”角色的柔性线路板（FPC），由于其制造流程对于表面洁净程度以及活性方面存在着极高的标准和需求，所以当传统的清洗工艺在应对金面氧化层的处理工作、致力于提升邦定良率等关键环节时，逐渐显露出难以满足现有要求的态势，而具备独特分子级处理能力的等离子清洗技术，凭借着这种特殊的能力，正在成为FPC行业突破当前工艺瓶颈状况的一种关键解决途径与方案选择。

在FPC制造这一流程之中，作为对产品可靠性起到决定性作用的核心环节，金面处理环节有着至关重要的地位，因为线路板在历经沉金、电镀等一系列工序之后，其表面非常容易形成有机污染物以及氧化层，而这些纳米级别的缺陷，会在邦定过程中直接引发如虚焊、脱焊等问题，就像某电子制造企业的数据所显示的那样，未经等离子处理的FPC产品，其邦定良率大概仅仅维持在85%左右，并且返工处理这一行为，不仅会使生产成本有所增加，还可能由于二次污染的出现，导致产品出现永久失效的状况。

在考虑到FPC材料所具备的柔性特性时，传统接触式清洗方法因这一特性而不得不面临着巨大挑战，其中机械刷洗这种方式由于操作过程中产生的机械力作用容易导致线路出现变形情况，而化学清洗方式则因为所使用的药剂本身的性质而存在着药剂残留的潜在风险，并且这些因清洗方式带来的问题在高密度互联（HDI）线路板的生产过程中，相较于其他生产场景而言表现得更为突出和明显，与此同时，随着5G设备在技术发展过程中对FPC线路密度的要求不断朝着更高的标准提升，传统的生产工艺在当前的技术条件和要求下，已经越来越难以满足亚微米级别的表面处理需求，这种供需之间的矛盾在未来可能会随着技术进步而进一步加剧。

等离子清洗技术于实施对FPC表面进行精准改性这一过程之中，凭借对工艺参数予以精确调控的方式来达成目标，而在实际投入应用的场景下，关于处理效果而言，其主要受到四个核心参数的影响与支配，此四个核心参数分别为气体配比、射频功率、处理时间以及真空度；当涉及针对FPC金面的处理工作时，一般所采用的是氩气与氢气按照7:3的比例进行混合而成的气体，该种气体组合具备双重作用，一方面能够通过氩离子所产生的物理轰击效果来实现去除氧化层的目的，另一方面则可以借助氢自由基的还原作用进而达到提升金面活性的效果。

射频功率需依FPC厚度加以调整且通常控制于300至500W范围之内，盖因功率若过低则将导致处理难以彻底完成，而功率过高时又极有可能对线路造成损伤情况的出现，至于处理时间一般会被设定在60到90秒的区间范围，该时长既足以完成表面活化这一处理过程又能够有效避免过度刻蚀现象的产生，真空度方面则需稳定维持在2至5Pa的状态，以此来确保等离子体可以均匀分布从而避免出现局部处理效果存在差异的问题。

等离子清洗机借助物理作用与化学作用的双重机制来达成对FPC金面氧化层的高效去除这一目标，其中在物理层面，处于电场中的高能氩离子会受到电场力的加速作用，进而以一定的动能撞击金面，通过溅射效应的方式来剥离纳米级别的氧化层，而在化学层面，氢自由基会与氧化层之间发生还原反应，该反应的结果是生成可挥发的水分子，这些水分子会被真空泵排出腔体之外，这种将物理方法和化学方法相结合的工艺具备强大的效能，能够把金面氧化层的厚度从处理之前的50nm降低到0.3nm以下，如此一来，便能够显著提升后续邦定工艺的可靠性，让其在实际应用过程中更加稳定和可靠。

在实际开展的操作进程当中，出于进一步对效果进行优化的目的而采取分步处理的策略，该策略具体实施时首先将氧气等离子体通入以达成去除有机污染物的效果，紧接着把气体切换为氩氢混合气体来对氧化层开展处理工作，最后运用氮气等离子体实施表面钝化的操作，这种由三个阶段构成的处理方式，一方面能够对清洁效果起到确保作用，另一方面还可以在金面之上形成一种稳定的化学状态，进而使得处理完成之后的保质期得以延长。

在FPC生产流程当中，为了能够切实保证等离子处理所具备的稳定性，有必要去构建一套全面且完善的质量控制体系，该体系需要将首件检测环节纳入其中，在此环节之内，应当借助接触角测量仪以及X射线光电子能谱（XPS）这两种工具，来对等离子的处理效果实施验证，其目的是为了保证处理之后的表面能可以达到65mN/m以上的水平，同时金元素的含量能够超过99.5%这个标准，而在整个生产进程里，还需要通过对等离子体光发射光谱（OES）进行实时化的监测，从而得以实现针对处理状态的动态化调整操作，以此来进一步保障等离子处理在整个生产过程中的稳定性与可靠性。

针对需依据产品类型而制定不同处理方式的各类FPC产品，在面对以柔性材料作为基础构造的那类时，鉴于避免出现因处理过程中的能量施加过量或作用时间过长而导致材料物理形态发生改变的情况，应当在操作时对处理设备所输出的功率数值进行适当下调，同时对该处理过程所持续的时间长度予以缩短；而当涉及到线路分布密度较高的区域部分时，为了能够切实保证这些对于产品整体性能和质量起着关键作用的部位达到规定的清洁标准，可采取通过特定技术手段对该局部区域的处理强度进行增强的方式来实施操作；除此之外，关于处理设备的日常维护保养工作同样不容忽视，考虑到设备内部腔体若积累杂质或电极发生损耗会对处理效果的稳定性和一致性产生不良影响，定期对腔体内部进行清洁操作以及及时更换磨损的电极部件就成为了有效避免不同批次产品在处理过程中出现交叉污染问题、维持处理效果始终如一的重要措施。

在电子设备朝着小型化以及高集成度不断发展的当下，通过对等离子清洗技术进行应用，不仅能够将FPC邦定良率提升至98%以上，而且还可以大幅降低由于表面处理不恰当而造成产品失效的风险，这种等离子清洗技术在FPC制造领域将会随着行业发展而发挥出越来越关键的作用，逐渐成为提升产品质量与可靠性的重要且关键的工艺环节之一，其在未来电子制造行业中的地位和作用也会随着技术进步而不断凸显和强化。