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等离子清洗机使用氩气作为工艺气体的主要作用

2020-04-23

等离子清洗机会用到多种工艺气体,做表面清洗和活化通常会用到氧气、氢气、氮气和压缩空气这些工艺气体外,但根据工艺要求不同还会用到氩气。那么为什么要用到这种气体,它在等离子清洗机主要作用是什么呢?今天大家就为大家分享一下氩气在真空等离子清洗机中的应用常识,供大家参考。



1 概述


氩气简称氩,英文名Argon,化学式为 Ar,是一种无色无臭的惰性气体,通过高压气瓶运输和存储,在工业中主要应用于金属的电弧焊接和切割保护。


氩气是一种惰性气体,电离后产生的离子体不会与基材发生化学反应,在等离子清洗中主要被应用于基材表面的物理清洗及表面粗化,大的特点就是在表面清洗中不会造成精密电子器件的表面氧化。正因如此,氩等离子清洗机在半导体、微电子、晶圆制造等行业被广泛应用。

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2 辉光放电颜色


氩气在真空等离子清洗机中被电离所产生的等离子体呈暗红色。在相同的放电环境下,氢气和氮气所产生的等离子体颜色都是呈红色,但氩等离子体的亮度会低于氮气且高于氢气,还是比较好区分的。



3 应用先容


① 表面清洗


在晶圆、玻璃等产品的表面Particle去除的工艺中,通常都是采用Ar等离子体对表面Particle进行轰击,以达到Particle被打散、松动(与基材表面脱离)的效果,再配合超声波清洗或离心清洗等工艺,将表面的Particle进行去除。特别是在在半导体封装工艺中,完成打线工艺后为防止导线氧化,都是采用氩等离子体或氩氢等离子体进行表面清洗。



② 表面粗化


等离子清洗机的表面粗化又称表面刻蚀,其目的是提升材料表面的粗糙度,以增加粘接、印刷、焊接等工艺结合力,经氩等离子清洗机处理后的表面张力会明显提升。活性气体所产生的等离子体也可以增加表面的粗糙度,但氩气电离后产生的粒子相对较重,氩离子在电场的作用下的动能会明显高于活性气体,所以其粗化效果会更加明显,在无机物基材表面粗化工艺中应用最为广泛。如玻璃基材表面处理、金属基材表面处理等。



③ 活性气体辅助


在等离子清洗机的活化和清洗工艺中,工艺气体经常被混合使用,以达到更佳的效果。


因为氩气的分子比较大,电离后产生的粒子比较后,在进行表面清洗和活化时通常会配合活性气体混合使用,最常见的就是氩气和氧气的混合。氧气为高活性气体,可有效地对有机污染物或有机基材表面进行化学分解,但其粒子相对较小,断键和轰击能力有限,如加上一定比例的氩气,那么所产生的等离子体对有机污染物或有机基材表面的断键和分解能力就会更强,加快清洗和活化的效率。


氩气与氢气混合应用在打线和打键工艺中,除增加焊盘粗糙度外,还可以有效去除焊盘表面的有机污染物,同时对表面的轻微氧化进行还原,在半导体封装和SMT等行业中被广泛应用。


下图分别为氩气与氢气混合产生的等离子体及氩气与氧气混合产生的等离子体。

  

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