plasma等離子清洗機(jī)用什么氣體？氧氣、氬氣、氫氣、氮?dú)庠撊绾芜x擇？
文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-04-13
客戶在購(gòu)買等離子清洗機(jī)后，都會(huì)碰到一個(gè)常見問題，plasma用什么氣體清洗。今天就來從原理上來了解等離子清洗機(jī)工藝氣體該如何選擇的問題。
等離子清洗的原理是在射頻電壓激勵(lì)下，低壓氣體產(chǎn)生活性等離子體，等離子體通過物理碰撞或化學(xué)反應(yīng)等方式分解多余物，有效地去除材料表面污染物。利用等離子清洗的機(jī)理，選擇充入的氣體可以分成反應(yīng)性氣體和非反應(yīng)性氣體分別對(duì)應(yīng)化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)。
反應(yīng)性氣體經(jīng)過電離后產(chǎn)生等離子體，利用體內(nèi)自由基與表面污物的反應(yīng)生成新物質(zhì)，且易揮發(fā)，并被真空泵排出體外，從而去除了有機(jī)污物。
對(duì)于非反應(yīng)氣體，主要利用離子將金屬表面污染物轟擊祛除下去，氣體電離后產(chǎn)生大量的等離子體含有很大的能量轟擊到基片表面使表面污染物脫離從而被真空泵排出反應(yīng)腔體。
常用的處理氣體為空氣、氧氣、氬氣、氬氫混合氣體、CF4等。選擇氫氣、氧氣等反應(yīng)氣體參與化學(xué)反應(yīng)，選擇氬氣、氮?dú)狻⒑獾认∮袣怏w參與物理反應(yīng)，達(dá)到清洗的目的。
等離子清洗機(jī)工藝氣體選擇和清洗機(jī)理
首先要選擇合適的清洗氣體，這也是影響清洗效果的重要因素，具體包括如下幾種類型的氣體。
氬氣：氬氣等離子清洗方式屬于一種物理清洗方式，主要利用了粒子的動(dòng)能，通過物理撞擊擊碎表面高分子的鍵合，并得到微結(jié)構(gòu)粗糙面。
氧氣：氧氣等離子清洗主要是利用了化學(xué)反應(yīng)的原理，通過將高分子聚合物等進(jìn)行氧化處理，能夠有效地改善表面特性，整個(gè)過程中也包括一些物理過程。
氫氣：氫氣具有還原性，能夠?qū)⒔饘匐s質(zhì)等進(jìn)行還原處理，一般將其與氬氣同時(shí)使用，能夠保證更高的清洗效率和效果。
CF4:氟化的氣體在半導(dǎo)體行業(yè)業(yè)以及PCB(印制線路板)工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。所產(chǎn)生的等離子體與孔壁上的鉆污等介質(zhì)層材料發(fā)生反應(yīng)生成氣體被排出而達(dá)到孔壁清洗效果。
氮?dú)猓?/strong>氮?dú)庠诘入x子體清洗的過程中，主要作為非反應(yīng)性氣體，氮等離子處理能提高材料的硬度和耐磨性。在某些情況下，氮?dú)庖材茏鳛橐环N反應(yīng)性氣體，形成氨的化合物。更多的情況下，等離子清洗機(jī)中使用氮?dú)膺€是將其作為一種非反應(yīng)性氣體。
混合氣體：主要指的是同時(shí)將多種氣體進(jìn)行混合，利用發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)以及物理過程達(dá)到更佳的清洗效果。例如將氬氣、氫氣混合使用，先利用氬氣增強(qiáng)物體表面的結(jié)構(gòu)活化，然后利用氫氣進(jìn)行清洗，采用這種方式提升了結(jié)合的強(qiáng)度。氬離子采用物理轟擊被清洗表面污物，氧氣與表面污物發(fā)生氧化反應(yīng)，并且當(dāng)氬氣和氧氣分子一經(jīng)碰撞便可以使電荷轉(zhuǎn)換并結(jié)合，形成新的活性原理，使電離和離子能量得到很大程度的降低，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的活性粒子，此時(shí)，清洗效果已經(jīng)達(dá)到1+1>2的效果。
但是在充入多種氣體時(shí)，還有更多因素需要考慮，比如選取的氫氣純度越高，產(chǎn)生的氫離子會(huì)越多，相應(yīng)的清洗氧化物的速度越快，雖然反應(yīng)效率提高，但是不可忽視氫氣作為易燃易爆氣體，具有很高的危險(xiǎn)性，所以當(dāng)考慮充入混合氣體時(shí)，通常會(huì)將氫氣與氬氣等其他氣體充入一起，要將氫氣的占比處在一個(gè)相對(duì)安全的位置，可以達(dá)到效率最大化。
等離子清洗機(jī)在清洗不同物質(zhì)還需要探索更優(yōu)質(zhì)的方法和工藝，不斷提高清洗的效果。根據(jù)清洗材質(zhì)的不同，等離子清洗機(jī)氣體選擇也不盡相同，應(yīng)該根據(jù)等離子清洗原理，選擇合適的氣體。
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