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| 發表時間：2023-07-13

等離子清洗是利用等離子體來達到清洗的效果。等離子體和固體、液體或氣體一樣，是物質的一種狀態，也叫做物質第四態。對氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子體的狀態。等離子體的“活性”組分包括：離子、電子、活性基團、激發態的核素（亞穩態）、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）激發為等離子態，等離子粒子吸附在物體表面，發生物理或化學反應，物理反應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；化學反應是活性粒子與污染物發生反應，生成易揮發物質再被帶走，在實際使用過程中，使用O2或者H2來進行化學反應。

等離子清洗方式可分為化學清洗、物理清洗及物理化學清洗三大類。

(1) 化學反應為主的等離子清洗方式
通過等離子體中射頻激發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反應，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，使不容易揮發的有機物與氧氣發生化學反應生成易揮發的形態，通過抽真空排出設備腔體。

化學等離子清洗方式

用氧氣等離子清洗，其中氧氣主要與污染物發生氧化反應，特別是對有機污染物效果尤為明顯，清洗過程反應式如下：
O₂*+有機物→CO₂+H₂0 (1.1)
式（1.1）表明，處于激發態的氧氣分子與有機物發生反應，生成CO₂和水蒸氣，對有機溶劑沾污比較有效。
化學清洗的優點是清洗速度快、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，可以通過適當優化清洗參數避免該現象。

(2) 物理反應為主的等離子清洗方式
通過等離子體中射頻激發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，不會與產品表面發生化學反應，是通過其內部離子足夠的能量撞擊待清洗材料表面，去除產品表面污染物。而且氬氣等離子清洗結束后，材料表面的微觀結構會變得更加粗糙，表面活性和潤濕性能有效改善，其表面的粘結性能也增強很多。氬氣等離子清洗的優點是材料清洗后表面不會形成任何氧化物。不足之處是可能發生過度清洗或污染物微顆粒重新積聚在其它不希望出現的產品表面，可進行清洗參數優化克服這些缺點。

物理等離子清洗方式

(3) 物理化學反應同時存在的等離子清洗方式
某些清洗場合，物理反應與化學反應都非常重要。如采用氬氣與氧氣的適當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速率都要快。被加速后的氬離子產生的動能會提高氧離子的化學反應能力，故利用物理和化學方法來清除嚴重污染的材料表面。等離子清洗選用的方式主要取決于待清洗產品表面特點和污染物類型，以及后工序工藝對產品表面要求等。對于不同的場合選用適當的清洗工藝和參數，能有效提高產品可靠性和良品率。

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情況為物理清洗方式，射頻等離子體發生反應中物理和化學清洗方式都存在，而微波等離子體多數情況為化學清洗方式。