等離子清洗機清洗PCB金手指表面的原理
文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2022-12-06
金手指（bondingfinger）是內存條上與內存插槽之間的連接部件，是與其它設備如主板、機箱等相連接的電插腳，所有的信號都是通過金手指進行傳送的，由于金手指是由眾多金黃色的導電觸片組成，因其表面鍍金而且導電觸片排列如手指狀，所以俗稱為“金手指”，如圖1-1所示。
圖 1-1 典型的撓性印制電路板金手指
PCB金手指就是PCB中用于電氣連接的插件，關系著PCB的電氣導通，其作用至關重要。金手指實際上是在撓性覆銅板上通過特殊工藝再覆上一層金，PCB金手指表面鍍金的目的在于金電阻率低，可以降低接觸電阻，同時由于是插件，鍍金可以增加耐磨性，而且金的化學性質不活潑，可以防氧化。但在實際的工藝過程中，PCB金手指的金面會發生變色現象，通過觀察表現為金手指表面變暗或者出現紅褐色斑點（如圖1-2，1-3），正常金面應該是光亮金黃（如圖1-4）。這種表面變色現象，嚴重影響PCB的導電性，甚至能夠導致整個電子系統功能的實效。
圖 1-2 不正常的金手指（金面發暗）
圖 2-3 不正常的金手指（金面有紅褐色斑點）
圖 1-4 正常金手指的金表面
金手指表面變色的原因
撓性印制電路板金手指表面變色也被俗稱為“金面氧化”，一般情況下，金在自然界中是不會被氧化的，所以金都是以游離態的形式存在。原因在于金的化學性質不活潑，大氣中的物質一般都不和金發生化學反應。但在生產過程中，撓性印制電路板上的金手指總會發生顏色變化，從工藝過程上分析，撓性印制電路板金手指表面變色的原因主要體現在以下三個方面：
①鍍金前對銅表面清洗不凈，以及對銅基體表面微蝕刻過度，造成銅基體表面過于粗糙，間隙之間深度過大。由于鍍金層很?。▋H1～2μm），所以金有可能不會將銅完全覆蓋，此時裸露在金表面的銅刺容易與腐蝕性氣體反應而導致變色。
②在電鍍過程中，如果沒有對鍍液進行良好的維護和適時的檢測，也會帶來嚴重后果，比如鍍液極易受到雜質的污染，如果沒有適時的檢測，引入的雜質會污染鍍液，就會造成鍍液的分散能力下降，對鍍金產生不良影響。由于在電鍍過程中，伴隨著鍍液濃度的變化，電鍍工藝參數也需要做出相應的調整，如果沒有作出適時的檢測和調整，比如，電鍍的電流密度和鍍液PH值過低，也會對電鍍結果產生不良影響。
③鍍金后清洗不凈就會導致生產過程的污漬停留在金手指表面，還有工作人員的操作失誤，例如，手汗污染也會導致金層變色。
等離子清洗金手指表面的原理
等離子體整體上顯示電中性，是一種帶電離子組成的電離狀態，稱為物質的第四態。產生等離子體首先要保證系統具有一定的真空度，然后輸入所選擇的氣體，并開啟射頻電源向真空器內正負電極之間施加高頻高壓電場，氣體即在正負極間電離，放出輝光，形成等離子體。
應用等離子清洗去除撓性板金手指表面的污漬，就是利用高度活化狀態的等離子氣體與金手指表面的的高分子材料和玻璃纖維發生氣固化學反應，同時生成的氣體產物和部分未發生反應的粒子被抽氣泵抽走。機理如下：
⑴等離子氣體的形成：
O2+CF4→O+OF+CO+COF+F+e……
⑵等離子體與高分子材料（C,H,O,N）反應：
（C,H,O,N）+(O+OF+CO+COF+F+e……)→CO2↑+H2O↑+NO2↑+……
⑶等離子體與Si和SiO2組成的玻纖布反應：HF+Si→SiF4↑+H2↑HF+SiO2→SiF4↑+H2O↑
從物理機理上看，是等離子轟擊待清洗的金手指表面，使污染物脫離表面最終被真空泵吸走。整個等離子的處理過程首先利用高純度的氮氣作為處理氣體，產生等離子體，目的是整個系統處于氮氣的氛圍之中，不僅預熱撓性板，而且使得金手指表面的污漬（高分子材料）處于一定的活化狀態，以利于后續階段的反應。然后以氧氣和四氟化碳為原始氣體，混合產生O，F等離子，與撓性板金手指表面的污漬（高分子材料）發生反應，同時轟擊金手指表面使污染物脫落，隨抽氣泵抽出發生系統。最后再通入氧氣作為原始氣體，生成的等離子再與反應殘余物作用使金手指表面清潔。
純氧的清潔機理為：（C,H,O,N）+(O+e……)→CO↑+CO2↑+H2O↑+NO2↑+……，而四氟化碳與純氧的聯合清潔機理為：
⑴等離子氣體的形成：O2+CF4→O+OF+CO+COF+F+e……
⑵等離子體與高分子材料（C,H,O,N）反應：
（C,H,O,N）+(O+OF+CO+COF+F+e……)→CO2↑+H2O↑+NO2↑+HF↑……
由于F比起O更具有氧化性，所以其與高分子材料的污漬更能發生化學反應，所以四氟化碳和氧氣混合更能有效去除金手指表面的污漬。
圖1-5 經過等離子清洗后的板
以上資料由深圳等離子清洗機廠家納恩科技（NAENPLASMA）整理編輯。等離子體清潔金手指表面（如圖1-5），效果就非常理想。從圖上可以清晰的觀察到，等離子體清潔過的金手指表面金黃光亮，不會像人工擦板那樣造成撓性印制電路板表面皺折，而且清潔效率高；同時也不會像檸檬酸那樣去污不徹底，并且不會給環境帶來壓力，所以等離子體去污既經濟，又徹底，不失為一種優異的清潔方法。
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