等离子处理的作用原理

2016-11-12

等离子体(Plasma)又称物质第四态，区别于物质常见的固、液、气三种存在形态。它是一种具有一定颜色的准中性电子流，是正离子和电子的密度大致相等的电离气体。在等离子状态下脱离原子束缚的电子和原子，中性原子，分子和离子做无序运动，具有很高的能量，但整体显中性。高真空室内部的气体分子被电能激化，被加速的电子互相碰撞使原子、分子的最外层电子被激化脱离轨道，等离子表面处理机生成离子或反应性比较高的自由基。这样生成的离子、自由基继续相互碰撞和被电场加速，并与材料表面相互冲撞，破坏数微米深度的分子间原有的结合方式，削去孔内一定深度的表面物质形成微细凹凸，同时产生的气体成分成为反应性官能基(或官能团)，它们诱导物质表面发生物理、化学变化，因此能够除去钻污从而能够提高镀铜的结合力。

刚挠结合印制线路板微孔去钻污使用的气体是CF4和O2。CF4和O2输入至等离子机真空腔体后，在等离子发生器的高频高压电场作用下，CF4，O2气体发生离解或相互作用生成含有自由基、原子、分子及电子的等离子气体氛：
O2+CF2→O+OF+CO+COF+F+e+...
等离子体中的自由基，正离子与孔壁上高分子有机材料（C、H、O、N）发生化学反应。
(C、H、O、N)+(O+OF+CO+COF+F+e...)→
CO2↑+H2O ↑+NO2 +...
与由SiO2和Si组成玻璃纤维发生化学反应：
HF+Si→SiF↑+H2↑
HF+SiO→SiF↑+H2O ↑

常压等离子处理机在等离子体化学反应中，起到化学作用的粒子主要是正离子及自由基粒子。自由基在化学反应过程中能量传递的“活化”作用，处于激发状态的自由基具有较高的能量，易于与物体表面分子结合时会形成新的自由基，新形成的自由基同样处于不稳定的高能量状态，很可能发生分解反应，在变成较小分子同时生成新的自由基，这种反应过程还可能继续进行下去，最后分解成水、二氧化碳之类的简单分子。在另一些情况下，自由基与物体表面分子结合的同时，会释放出大量的结合能，这种能量又成为引发新的表面反应推动力，从而引发物体表面上的物质发生化学反应而被去除。