El grabado con plasma y sus ventajas sobre el grabado con líquido

Una forma de modificar las propiedades físicas y químicas de los metales es el grabado con plasma. La técnica es especialmente popular en el ámbito digital para la fabricación de circuitos integrados.

Durante años, se han usado ácidos concentrados para grabar placas de circuitos impresos de cobre. Pero con la introducción del sistema de grabado con plasma a finales de los años 80, los fabricantes de PCB empezaron a confiar en esta técnica.

¿Qué es el grabado con plasma?

El grabado con plasma, como su nombre indica, es una técnica de grabado en la que se usa plasma como medio de grabado, en lugar de ácidos fuertes. El plasma es el cuarto estado de la materia y se forma por ionización de partículas de gas, radiofrecuencia o calentamiento. Para entender el proceso de grabado con plasma es importante entender cómo funciona un sistema de grabado con plasma. El sistema consiste en dos electrodos simétricos para generar radiofrecuencia y un electrodo de conexión a tierra en el que se coloca la muestra que se va a grabar. Hay una entrada de gas, por la que el medio de grabado entra en el sistema, y una salida para el plasma. A medida que el gas entra en el sistema, se aplica tensión para ionizar parcialmente las partículas de gas.

Por lo general, la frecuencia de la energía generada es de 13,6 MHz, que se considera una frecuencia de formación de plasma estándar en todo el mundo. La radiofrecuencia se utiliza para excitar electrones de gas y cambiar su estado. Para grabar un material con plasma, el sistema de grabado genera impulsos rápidos de plasma. El plasma consiste en iones o radicales, dependiendo del tipo de grabado (en seco o húmedo). El proceso de grabado con plasma también produce compuestos químicos volátiles, que se forman como subproductos durante la reacción química entre el plasma y el material que se va a grabar. Los átomos de plasma tardan un tiempo en incrustarse en la placa de circuito impreso.

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Modos de funcionamiento de los sistemas de grabado con plasma

El modo de funcionamiento de los sistemas de grabado con plasma varía según el tipo de material que se va a grabar, la naturaleza del medio de grabado y el tipo de grabado. Por ejemplo, en el grabado en seco, el sistema funciona con acoplamiento capacitivo de radiofrecuencia. Otros factores que influyen en la generación de plasma y en el modo de funcionamiento del generador de plasma son la temperatura y la presión. Las mínimas variaciones en la presión de funcionamiento pueden cambiar considerablemente la frecuencia de colisión de los electrones. Además, para mantener el estado del plasma, es muy importante mantener la presión de funcionamiento.

Grabado en seco

El grabado en seco es un tipo de grabado con plasma en el que los materiales se atacan con iones en una atmósfera gaseosa, como se ha descrito previamente. El proceso desprende las partículas de material de la superficie y a diferencia del grabado con líquido (grabado con ácido), el grabado en seco se realiza de forma direccional o anisotrópica. Asimismo, el grabado en seco facilita la adherencia con pinturas y pegamentos después del tratamiento.

Algunas de las muchas ventajas del grabado con plasma sobre el grabado con ácido son:

Mejora las propiedades físicas del material grabado.
El grabado con plasma pega dos superficies mejor que otros medios de grabado.
A diferencia de los ácidos de grabado, el plasma también es un limpiador excelente y elimina todos los residuos orgánicos no deseados de la superficie de metal.
Si bien el plasma mejora las propiedades químicas y físicas del metal, no cambia ninguna propiedad.
Los subproductos que se forman durante el grabado con plasma son volátiles.
El grabado con plasma es menos peligroso que el grabado con ácido.

Por lo tanto, el grabado con plasma puede mejorar de manera eficaz la calidad de fabricación de los circuitos integrados. Además, también se puede utilizar para tratar obleas semiconductoras delicadas y una amplia gama de sustratos.

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