等離子清洗方式

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2023-07-13

等離子清洗是利用等離子體來達(dá)到清洗的效果。等離子體和固體、液體或氣體一樣，是物質(zhì)的一種狀態(tài)，也叫做物質(zhì)第四態(tài)。對氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子體的狀態(tài)。等離子體的“活性”組分包括：離子、電子、活性基團、激發(fā)態(tài)的核素（亞穩(wěn)態(tài)）、光子等。等離子清洗的機理是通過激勵電壓，將通入腔體的氣體（一般為H2、O2或Ar）激發(fā)為等離子態(tài)，等離子粒子吸附在物體表面，發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)，物理反應(yīng)主要是以轟擊的形式使污染物脫離表面，從而被氣體帶走，通常使用Ar氣來進行物理反應(yīng)；化學(xué)反應(yīng)是活性粒子與污染物發(fā)生反應(yīng)，生成易揮發(fā)物質(zhì)再被帶走，在實際使用過程中，使用O2或者H2來進行化學(xué)反應(yīng)。

等離子清洗方式可分為化學(xué)清洗、物理清洗及物理化學(xué)清洗三大類。

(1) 化學(xué)反應(yīng)為主的等離子清洗方式
通過等離子體中射頻激發(fā)出的高活性自由基與待清洗材料表面的有機污染物進行化學(xué)反應(yīng)，能夠形成特定官能團，如含氮、氧官能團等，可以大大提高材料表面的粘附和潤濕性能。采用氧氣等離予體清洗，使不容易揮發(fā)的有機物與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成易揮發(fā)的形態(tài)，通過抽真空排出設(shè)備腔體。

化學(xué)等離子清洗方式

用氧氣等離子清洗，其中氧氣主要與污染物發(fā)生氧化反應(yīng)，特別是對有機污染物效果尤為明顯，清洗過程反應(yīng)式如下：
O₂*+有機物→CO₂+H₂0 (1.1)
式（1.1）表明，處于激發(fā)態(tài)的氧氣分子與有機物發(fā)生反應(yīng)，生成CO₂和水蒸氣，對有機溶劑沾污比較有效。
化學(xué)清洗的優(yōu)點是清洗速度快、對有機污染物選擇性好且處理效果好，其主要缺點是生成的氧化物可能再次污染待清洗材料表面。引線鍵合進行時，焊盤表面最不希望存有氧化物，可以通過適當(dāng)優(yōu)化清洗參數(shù)避免該現(xiàn)象。

(2) 物理反應(yīng)為主的等離子清洗方式
通過等離子體中射頻激發(fā)的高活性離子進行物理撞擊，將待清洗材料表面附著的原子剝離，被稱為濺射腐蝕(SputteringEtching)。采用氬氣等離子清洗，其本身為惰性氣體，不會與產(chǎn)品表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，是通過其內(nèi)部離子足夠的能量撞擊待清洗材料表面，去除產(chǎn)品表面污染物。而且氬氣等離子清洗結(jié)束后，材料表面的微觀結(jié)構(gòu)會變得更加粗糙，表面活性和潤濕性能有效改善，其表面的粘結(jié)性能也增強很多。氬氣等離子清洗的優(yōu)點是材料清洗后表面不會形成任何氧化物。不足之處是可能發(fā)生過度清洗或污染物微顆粒重新積聚在其它不希望出現(xiàn)的產(chǎn)品表面，可進行清洗參數(shù)優(yōu)化克服這些缺點。

物理等離子清洗方式

(3) 物理化學(xué)反應(yīng)同時存在的等離子清洗方式
某些清洗場合，物理反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)都非常重要。如采用氬氣與氧氣的適當(dāng)比例混合氣體進行等離子清洗時，相比單獨使用氬氣或是氧氣反應(yīng)速率都要快。被加速后的氬離子產(chǎn)生的動能會提高氧離子的化學(xué)反應(yīng)能力，故利用物理和化學(xué)方法來清除嚴(yán)重污染的材料表面。等離子清洗選用的方式主要取決于待清洗產(chǎn)品表面特點和污染物類型，以及后工序工藝對產(chǎn)品表面要求等。對于不同的場合選用適當(dāng)?shù)那逑垂に嚭蛥?shù)，能有效提高產(chǎn)品可靠性和良品率。

綜上所述，等離子清洗方式一共分為三種，通常，等離子體激發(fā)頻率有三種：超聲波等離子體(頻率為40KHz），射頻等離子體(頻率為13.56MHz)和微波等離子體(頻率為2.45GHz)。超聲波等離子體多數(shù)情況為物理清洗方式，射頻等離子體發(fā)生反應(yīng)中物理和化學(xué)清洗方式都存在，而微波等離子體多數(shù)情況為化學(xué)清洗方式。