等离子清洗方式

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2023-07-13

等离子清洗是利用等离子体来达到清洗的效果。等离子体和固体、液体或气体一样，是物质的一种状态，也叫做物质第四态。对气体施加足够的能量使之离化便成为等离子体的状态。等离子体的“活性”组分包括：离子、电子、活性基团、激发态的核素（亚稳态）、光子等。等离子清洗的机理是通过激励电压，将通入腔体的气体（一般为H2、O2或Ar）激发为等离子态，等离子粒子吸附在物体表面，发生物理或化学反应，物理反应主要是以轰击的形式使污染物脱离表面，从而被气体带走，通常使用Ar气来进行物理反应；化学反应是活性粒子与污染物发生反应，生成易挥发物质再被带走，在实际使用过程中，使用O2或者H2来进行化学反应。

等离子清洗方式可分为化学清洗、物理清洗及物理化学清洗三大类。

(1) 化学反应为主的等离子清洗方式
通过等离子体中射频激发出的高活性自由基与待清洗材料表面的有机污染物进行化学反应，能够形成特定官能团，如含氮、氧官能团等，可以大大提高材料表面的粘附和润湿性能。采用氧气等离予体清洗，使不容易挥发的有机物与氧气发生化学反应生成易挥发的形态，通过抽真空排出设备腔体。

化学等离子清洗方式

用氧气等离子清洗，其中氧气主要与污染物发生氧化反应，特别是对有机污染物效果尤为明显，清洗过程反应式如下：
O₂*+有机物→CO₂+H₂0 (1.1)
式（1.1）表明，处于激发态的氧气分子与有机物发生反应，生成CO₂和水蒸气，对有机溶剂沾污比较有效。
化学清洗的优点是清洗速度快、对有机污染物选择性好且处理效果好，其主要缺点是生成的氧化物可能再次污染待清洗材料表面。引线键合进行时，焊盘表面最不希望存有氧化物，可以通过适当优化清洗参数避免该现象。

(2) 物理反应为主的等离子清洗方式
通过等离子体中射频激发的高活性离子进行物理撞击，将待清洗材料表面附着的原子剥离，被称为溅射腐蚀(SputteringEtching)。采用氩气等离子清洗，其本身为惰性气体，不会与产品表面发生化学反应，是通过其内部离子足够的能量撞击待清洗材料表面，去除产品表面污染物。而且氩气等离子清洗结束后，材料表面的微观结构会变得更加粗糙，表面活性和润湿性能有效改善，其表面的粘结性能也增强很多。氩气等离子清洗的优点是材料清洗后表面不会形成任何氧化物。不足之处是可能发生过度清洗或污染物微颗粒重新积聚在其它不希望出现的产品表面，可进行清洗参数优化克服这些缺点。

物理等离子清洗方式

(3) 物理化学反应同时存在的等离子清洗方式
某些清洗场合，物理反应与化学反应都非常重要。如采用氩气与氧气的适当比例混合气体进行等离子清洗时，相比单独使用氩气或是氧气反应速率都要快。被加速后的氩离子产生的动能会提高氧离子的化学反应能力，故利用物理和化学方法来清除严重污染的材料表面。等离子清洗选用的方式主要取决于待清洗产品表面特点和污染物类型，以及后工序工艺对产品表面要求等。对于不同的场合选用适当的清洗工艺和参数，能有效提高产品可靠性和良品率。

综上所述，等离子清洗方式一共分为三种，通常，等离子体激发频率有三种：超声波等离子体(频率为40KHz），射频等离子体(频率为13.56MHz)和微波等离子体(频率为2.45GHz)。超声波等离子体多数情况为物理清洗方式，射频等离子体发生反应中物理和化学清洗方式都存在，而微波等离子体多数情况为化学清洗方式。