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等離子處理常見使用氣體及通入氣體的目的是什么?

發表時間: 2021-03-15 18:02:37

作者: 深圳市金徠技術有限公司

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文章由金徠科技原創,轉載請注明出處.

  首先等離子清洗機常用的處理氣體為:空氣、氧氣、氬氣、氬氫混合氣體、CF4等 。

  其次在利用等離子清洗機清洗物體前首先要對清洗的物體和污物進行分析,然后進行氣體的選配。等離子清洗機中氣體通入一般來說有兩個目的,依據等離子的作用原理可將選配氣體分為兩類,一類是氫氣和氧氣等反應性氣體,其中氫氣主要應用于清洗金屬表面的氧化物,發生還原反應。等離子清洗機通氧氣主要應用于清洗物體表面的有機物,發生氧化反應。

  另一類是等離子清洗機通氬氣、氦氣和氮氣等非反應性氣體,氮等離子處理能提高材料的硬度和耐磨性。氬氣和氦氣性質穩定,并且放電電壓低(氬原子的電離能E為15.57 eV)易形成亞穩態的原子,一方面等離子清洗機利用其高能粒子的物理作用清洗易被氧化或還原的物件, Ar+轟擊污物形成揮發性污物被真空泵抽走,避免了表面材料發生反應;另一方面利用氬氣易形成亞穩態的原子,再與氧氣氫氣分子碰撞時發生電荷的轉換和再結合,形成氧氫活性原子作用于物體表面。

  等離子清洗機在清洗表面氧化物時用純氫雖然效率高,但這里主要考慮放電的穩定性和安全,在等離子清洗機應用時選用氬氫混合較為合適,另外對于材料易氧化或易還原的材料等離子清洗機也可以采用顛倒氧氣和氬氫氣體的清洗順序來達到清洗徹底的目的。

  1)氬氣:物理轟擊是氬氣清洗的機理。氬氣是 最有效的物理等離子體清洗氣體,原因在于它原子的尺寸大??梢杂煤艽蟮牧α哭Z擊樣品表面。正的氬離子將被吸引到負向電極板。撞擊力足以去除表面上的任何污垢。然后這些氣態污物通過真空泵排出。

  2)氧氣:化學工藝中等離子體與樣品表面上的化合物反應。例如,有機污染物可以有效地用氧氣等離子去掉,這里氧氣等離子與污染物反應,產生二氧化碳、一氧化碳和水。一般地說,化學反應清除有機污染物效果更好。

  3)氫氣:氫氣可供去除金屬表面氧化物使用。 它經常與氬氣混合使用,以提高去除速度。一般人們擔心氫氣的易燃性,氫氣的使用量非常少。人們更大的擔心是氫氣的存儲。我們可以采用氫氣發生器從水中產生氫氣。從而去掉了潛在的危害性。

  4)CF4/SF6:氟化的氣體在半導體工業以及PWB (印制線路板)工業中應用非常廣泛。在IC封裝中的應用只有一種。這些氣體用在PADS工藝中,通過這種處理,氧化物轉化成氟氧化物,允許無流動焊接。

  清洗和刻蝕:例如,在進行清洗時,工作氣體往往用氧氣,它被加速了的電子轟擊成氧離子、自由基后,氧化性極強。工件表面的污染物,如油脂、助焊劑、感光膜、脫模劑、沖床油等,很快就會被氧化成二氧化碳和水,而被真空泵抽走,從而達到清潔表面,改善浸潤性和粘結性的目的。低溫等離子處理僅涉及材料的表面,不會對材料主體的性質產生影響。由于等離子體清洗是在高真空下進行的,所以等離子體中的各種活性離子的自由程很長,他們的穿透和滲透力很強,可以進行復雜結構的處理,包括細管和盲孔。

  引入官能基團:高分子材料用N2、NH3、O2、SO2等氣體的等離子體處理,可以改變表面的化學組成,引入相應新的官能基團:-NH2、-OH、-COOH、-SO3H等。這些官能團可使聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯,聚四氟乙烯等這些完全惰性的基材變成官能團材料,可以提高表面極性,浸潤性,可粘結性,反應性,極大地提高了其使用價值。與氧等離子體相反,而經含氟氣體的低溫等離子體處理,可在基材表面引入氟原子,使基材具有憎水性。

  以上就是等離子清洗機常見的使用氣體及其用途。等離子體化學是使物質通過吸收電能進行的氣相干式化學反應,具有節水省能無公害、有效利用資源、有益環境保護的綠色化學特征。利用等離子體活性物種(電子、離子、自由基、紫外線)具有的高活性,可以實現一系列傳統化學和水系處理法所不能實現的新的反應過程。

  

等離子處理常見使用氣體及通入氣體的目的是什么?
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