孔内凹蚀量与表面蚀刻量的关系

3.1.1 孔内凹蚀量情况

如图1所示，不同时间条件下等离子体处理孔内的情况。等离子体放电功率为 4kW，图 1（a）、图 1（b）、图1（c）分别是处理时间为30min、60min和120min。 图 1（d）图是钻孔后等离子体处理前孔壁的截面图， 从中可以发现，钻孔后的孔壁比较平直，从图 1（d） 上很难看出孔粗的大小，说明钻孔的质量较好，形成的孔粗很小。从图 1（a）中可以看到，在玻纤和铜层之间的树脂层凹陷 12.5mm。图 1（b）和图 1（c）凹蚀量增大更能清楚的反应出树脂层的凹蚀。凹蚀的树脂是等离子体蚀刻作用的结果，由于辉光放电等离子体中电子和离子的能量相对较低，因此等离子体对玻纤和铜箔不起刻蚀作用。孔内凹蚀时间和凹蚀量的关系如表 1 所示，近似成正比关系。

v> 表1 凹蚀时间与平均凹蚀量的关系 凹蚀时间/min 30 60 120 凹蚀量/mm 11.6 22.9 46.8

3.1.2 表面蚀刻量情况
如表 2 所示，是在与图 1相同条件下相同位置处得到的表面蚀刻量与蚀刻时间的关系。从图1中我们可以发现，表面蚀刻量与蚀刻时间在前 120min 也近似成正比关系。

3.1.3孔内凹蚀量与表面蚀刻量的关系

v> 表2 表面蚀刻时间与蚀刻量的关系 表面蚀刻时间/min 30 60 120 蚀刻量/g 0.25 0.55 1.12

上面的实验结果显示，孔内凹蚀量与表面蚀刻量在前 120min 都存在比较明显的正比关系，根据实验结果，前 120min 孔内蚀刻量的比例系数为 k 孔 =0.386mm/min；前120min表面蚀刻量的比例系数为k表 =0.0089g/min；（以上比例系数的计算取得是三点对原点比例系数的算术平均值）。因为二者的比例系数是在同一条件下同一位置处得到的，所以我们可以找出在这一条件下，孔内凹蚀量 H 孔与表面蚀刻量。
（1）上式比例常数的意义是：10cm × 10cm 的小板表面每蚀刻 0.0231g，孔内凹蚀量将增加 1mm。根据这一关系式我们可以利用称重的方法得出在这一条件下腔体内任意位置处表面蚀刻量的大小，从而推算出孔内凹蚀量的大小。

3.1.4 其它条件下孔内凹蚀量与表面蚀刻量的关系

为了更清楚的看出孔内凹蚀量的大小，以下实验都把蚀刻阶段的时间延长至 2h。如图 2 所示是在不同的功率条件（3kW 、4kW、4.5kW）下等离子体处理孔内2 小时的凹蚀情况。其中图 2（a）、图 2（b）等离子体处理功率为 3kW，图 2（c）、图2（d）等离子体处理功率为4kW，图2（e）、 图 2（f）等离子体处理功率为4.5kW。从图中我们可以得到一个很直观的规律：随着功率的增大，孔内凹蚀的深度不断增大。通过测量孔内凹蚀数据平均值（取 5 个孔共十组测量数据）得到：3kW 的等离子体处理功率孔内凹蚀深度的平均值为：26.54mm；4kW的等离子体处理功率孔内的凹蚀深度平均值为：30.64mm；4.5kW 的等离子体处理功率孔内的凹蚀深度平均值为：44.93mm；而在同一条件下同一位置处FR-4 实验板的表面刻蚀量大小分别为，3kW 等离子 体处理功率表面蚀刻量：0.6607g；4kW 等离子体处理功率表面蚀刻量：0.8121g；4.5kW 等离子体处理功率表面蚀刻量：0.9679g；由上述孔内凹蚀量和表面蚀刻量的关系式（1 ）可以算出在 3kW 、4kW 和 4.5kW功率的等离子体处理条件下，得到的比例常数分别为：0.0249g/mm、0.0265g/mm和0.0215g/mm（如表 3）。由这些在不同功率条件下得到的比例常数可以发现，比例常数的值相差不大（因为测量蚀刻深度都是采用做金相切片的方法，在40倍条件下获得，难免会产生误差），也没有呈现出特别的规律，所以我们近似认为比例常数不随功率的变化。