國興技術(shù)之孔內(nèi)凹蝕量與表面蝕刻量的關(guān)係

3.1.1 孔內(nèi)凹蝕量情況

如圖1所示，不同時間條件下等離子體處理孔內(nèi)的情況。等離子體放電功率為 4kW，圖 1（a）、圖 1（b）、圖1（c）分別是處理時間為30min、60min和120min。 圖 1（d）圖是鑽孔後等離子體處理前孔壁的截面圖， 從中可以發(fā)現(xiàn)，鑽孔後的孔壁比較平直，從圖 1（d） 上很難看出孔粗的大小，說明鑽孔的品質(zhì)較好，形成的孔粗很小。從圖 1（a）中可以看到，在玻纖和銅層之間的樹脂層凹陷 12.5mm。圖 1（b）和圖 1（c）凹蝕量增大更能清楚的反應(yīng)出樹脂層的凹蝕。凹蝕的樹脂是等離子體蝕刻作用的結(jié)果，由於輝光放電等離子體中電子和離子的能量相對較低，因此等離子體對玻纖和銅箔不起刻蝕作用?？變?nèi)凹蝕時間和凹蝕量的關(guān)係如表 1 所示，近似成正比關(guān)係。

v> 表1 凹蝕時間與平均凹蝕量的關(guān)係 凹蝕時間/min 30 60 120 凹蝕量/mm 11.6 22.9 46.8

3.1.2 表面蝕刻量情況
如表 2 所示，是在與圖 1相同條件下相同位置處得到的表面蝕刻量與蝕刻時間的關(guān)係。從圖1中我們可以發(fā)現(xiàn)，表面蝕刻量與蝕刻時間在前 120min 也近似成正比關(guān)係。

3.1.3孔內(nèi)凹蝕量與表面蝕刻量的關(guān)係

v> 表2 表面蝕刻時間與蝕刻量的關(guān)係 表面蝕刻時間/min 30 60 120 蝕刻量/g 0.25 0.55 1.12

上面的實驗結(jié)果顯示，孔內(nèi)凹蝕量與表面蝕刻量在前 120min 都存在比較明顯的正比關(guān)係，根據(jù)實驗結(jié)果，前 120min 孔內(nèi)蝕刻量的比例係數(shù)為 k 孔 =0.386mm/min；前120min表面蝕刻量的比例係數(shù)為k表 =0.0089g/min；（以上比例係數(shù)的計算取得是三點對原點比例係數(shù)的算術(shù)平均值）。因為二者的比例係數(shù)是在同一條件下同一位置處得到的，所以我們可以找出在這一條件下，孔內(nèi)凹蝕量 H 孔與表面蝕刻量。
（1）上式比例常數(shù)的意義是：10cm × 10cm 的小板表面每蝕刻 0.0231g，孔內(nèi)凹蝕量將增加 1mm。根據(jù)這一關(guān)係式我們可以利用稱重的方法得出在這一條件下腔體內(nèi)任意位置處表面蝕刻量的大小，從而推算出孔內(nèi)凹蝕量的大小。

3.1.4 其他條件下孔內(nèi)凹蝕量與表面蝕刻量的關(guān)係

為了更清楚的看出孔內(nèi)凹蝕量的大小，以下實驗都把蝕刻階段的時間延長至 2h。如圖 2 所示是在不同的功率條件（3kW 、4kW、4.5kW）下等離子體處理孔內(nèi)2 小時的凹蝕情況。其中圖 2（a）、圖 2（b）等離子體處理功率為 3kW，圖 2（c）、圖2（d）等離子體處理功率為4kW，圖2（e）、 圖 2（f）等離子體處理功率為4.5kW。從圖中我們可以得到一個很直觀的規(guī)律：隨著功率的增大，孔內(nèi)凹蝕的深度不斷增大。通過測量孔內(nèi)凹蝕數(shù)據(jù)平均值（取 5 個孔共十組測量數(shù)據(jù)）得到：3kW 的等離子體處理功率孔內(nèi)凹蝕深度的平均值為：26.54mm；4kW的等離子體處理功率孔內(nèi)的凹蝕深度平均值為：30.64mm；4.5kW 的等離子體處理功率孔內(nèi)的凹蝕深度平均值為：44.93mm；而在同一條件下同一位置處FR-4 實驗板的表面刻蝕量大小分別為，3kW 等離子 體處理功率表面蝕刻量：0.6607g；4kW 等離子體處理功率表面蝕刻量：0.8121g；4.5kW 等離子體處理功率表面蝕刻量：0.9679g；由上述孔內(nèi)凹蝕量和表面蝕刻量的關(guān)係式（1 ）可以算出在 3kW 、4kW 和 4.5kW功率的等離子體處理條件下，得到的比例常數(shù)分別為：0.0249g/mm、0.0265g/mm和0.0215g/mm（如表 3）。由這些在不同功率條件下得到的比例常數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，比例常數(shù)的值相差不大（因為測量蝕刻深度都是採用做金相切片的方法，在40倍條件下獲得，難免會產(chǎn)生誤差），也沒有呈現(xiàn)出特別的規(guī)律，所以我們近似認(rèn)為比例常數(shù)不隨功率的變化。