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印制電路板（Printed Circuit Board，PCB）是在絕緣基材上，按照預(yù)定的電路設(shè)計制成印制線路、印制元件或由二者結(jié)合而成的導(dǎo)電圖形，如圖1-1所示。印制電路板能夠提供電路元器件之間有效的電氣連接并形成完整的工作邏輯指令，在通訊設(shè)備、汽車電子、計算機及相關(guān)設(shè)備、消費電子、工業(yè)、航空國防等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

圖 1-1 印制電路板

應(yīng)用于印制電路板（PCB）生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂基板是一種以環(huán)氧樹脂為基體，玻璃纖維布為增強材料的復(fù)合基板。環(huán)氧樹脂基板是目前PCB行業(yè)最受歡迎的基材，適合應(yīng)用于高性能電子絕緣要求的產(chǎn)品，具有優(yōu)異的機械強度、較高的粘結(jié)性、良好的加工工藝和優(yōu)異的介電性能等優(yōu)點?；瘜W(xué)鍍銅工藝在PCB生產(chǎn)中占有重要地位，能夠在絕緣孔壁上完成導(dǎo)電金屬銅層的沉積，實現(xiàn)PCB各層間的電氣連接。但環(huán)氧樹脂基板表面呈現(xiàn)出固有的疏水性、表面能低，不利于化學(xué)鍍銅層的沉積。因此，以適當(dāng)?shù)母男苑椒ㄓ行У馗纳骗h(huán)氧樹脂基板的界面性能，提高化學(xué)鍍銅的質(zhì)量顯得十分重要。

印制電路基材表面改性

印制電路基材因其優(yōu)異的介電性能、粘接性能、耐熱性、耐溶性、機械性能等特性而被廣泛應(yīng)用于通訊設(shè)備、汽車電子、航空國防等領(lǐng)域。然而，基材表面的物理化學(xué)惰性會限制其預(yù)期的應(yīng)用。例如，基材表面粗糙度小，或表面呈現(xiàn)疏水性，表面能低，這將不利于印制電路基材的表面金屬化。因此，需要通過對基材進行適當(dāng)?shù)谋砻娓男砸钥朔涔逃械亩栊?，提升其表面活性，促進基材的表面金屬化，提高印制電路基材在各領(lǐng)域中的實際應(yīng)用。等離子清洗（plasma cleaning）通過改變其表面粗糙度或在其表面添加功能官能團，修飾其表面的粘結(jié)性、濕潤性、吸附性等而達到表面改性的目的。

plasma等離子清洗機在PCB化學(xué)沉（鍍）銅中的應(yīng)用

等離子清洗機因其相對簡單、無溶劑、快速、環(huán)保等優(yōu)點而受到廣泛重視。等離子體在不改變基材本體性質(zhì)的情況下對其進行表面改性，具有高度的過程控制性和再現(xiàn)性。在相同的化學(xué)鍍銅工藝條件下，對比未改性和等離子清洗改性環(huán)氧樹脂基板對化學(xué)鍍銅的影響。

如圖2-1所示，等離子清洗基板上的化學(xué)鍍銅層比未改性的更加均勻，這主要是由于等離子清洗后基板表面粗糙度的提高增加了基板的接觸面積，并且將C=O和O-C=O極性基團添加在基板表面進而提升其表面濕潤性，從而提高了基板的表面化學(xué)活性，促進化學(xué)鍍銅過程中具有催化活性的金屬離子的吸附。

圖 2-1 環(huán)氧樹脂基板上的化學(xué)鍍銅層。（a）未改性；（b）等離子清洗改性 360 s

如圖2-2所示，從金相切片可以看出，等離子清洗的基板上的鍍銅層的厚度略大于未改性基板上的鍍銅層，化學(xué)鍍銅的沉積速度在改性的基板和未改性的基板上分別為5.69μm/h和4.28μm/h。經(jīng)等離子清洗后，濕潤性的提高促進了基板表面化學(xué)活性的提高，且基板表面粗糙度增加，增大了固液之間的接觸面積，從而有利于提高化學(xué)鍍銅的初始沉積速率，所以等離子清洗改性處理的基板具有較快的沉積速度。

圖 2-2 化學(xué)鍍銅層切片圖。（a）未改性；（b）等離子清洗改性 360 s

此外，化學(xué)鍍銅層的粗糙度3D圖像如圖2-3所示，化學(xué)鍍銅層在改性的基板和未改性的基板上的線粗糙度Rz分別為3.49μm和4.04μm，這說明未經(jīng)改性基板上的化學(xué)鍍銅層的粗糙度略大于改性基板上的化學(xué)鍍銅層。由于改性后的基板具有較快的沉積銅速度，導(dǎo)致大量的金屬優(yōu)先填充在不平整的基板表面。因此,經(jīng)等離子清洗后，環(huán)氧樹脂基板鍍銅的速率和鍍銅層的均勻性均可以得到改善，能夠得到鍍層均勻、粗糙度較小的鍍銅層。

圖 2-3 化學(xué)鍍銅層的粗糙度 3D 圖。（a）未改性；（b）等離子清洗改性 360 s

本文采用plasma等離子清洗機對環(huán)氧樹脂基板進行表面改性，結(jié)果表明，等離子體清洗后環(huán)氧樹脂基板表面的濕潤性和粗糙度均有明顯提高。環(huán)氧樹脂基板表面粗糙度和極性基團的增加是導(dǎo)致其界面性能改變的主要原因?；瘜W(xué)鍍銅實驗結(jié)果表明，plasma等離子清洗能明顯提升了印制電路板（PCB）制造工藝中的化學(xué)鍍銅沉積質(zhì)量，提升了鍍銅速度和鍍銅層的均勻性，能夠得到鍍層均勻、粗糙度較小的鍍銅層。