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真空等离子清洗机主要影响工艺参数

Aug. 04, 2023

影响真空等离子清洗机清洗效果的工艺参数有很多。主要包括工艺气体气体种类,工艺气体流向,工艺气体流量,射频功率,射频频率,清洗时间和真空压力值。具体各参数对等离子清洗影响如下所示。

工艺气体种类

等离子清洗使用的气体一般为氩气、氧气和氢气,也可以使用混合气体。如氩气和氧气用来清洗有机残留,氢气用来清洗氧化物。不同的工艺气体成分产生的清洗效果不太一样。

工艺气体流向

决定工艺气体在清洗仓体中的整个气流覆盖区域,进而决定离子体具体位置,对待清洗工件清洗效果有根本性的影响。

工艺气体流量

流量的大小直接导致了形成离子体量的多少,形成了离子体越多,作用于工件表面的反应越强烈,进而清洗效果也越好,但需与射频功率协调作用

射频功率

功率在等离子清洗过程中起到关键作用,清洗功率增大,气体被离解出的粒子数量增加,参与反应的粒子数量增加,一定的清洗时间内达到提升清洗效率的作用;同时清洗功率增大后,粒子能量和活性得到了提升,加剧了粒子与物体表面污染物的化学反应及对物体表面的物理轰击作用。但其余参数不变的前提下,功率越大,仓体内温度越高,且当气体流量达到饱和后,一定射频功率能激发的离子体也会达到饱和,需根据实际条件配合气体流量及工艺要求选择。

射频频率

射频频率选择一般通用13.56MHz及40KHz,射频的频率影响工艺气体的电离程度,但频率过高,会导致电子振幅缩短,当振幅比电子自由程还短时,电子与气体分子碰撞机率也会大大降低,影响最终电离率。

清洗时间

其余参数不变的前提下,清洗时间越长,清洗效果相对越好,但不是一个完全线性的关系。等离子清洗过程中,在相同的清洗功率下,参与清洗的粒子数量不变,清洗时间增加,粒子参与反应与物理轰击的时间增加,水滴角随着清洗时间增大而减小,此时物体表面的污染物逐渐减少直到最终被清除干净,此后高能粒子直接作用在物体表面,长时间的粒子反应与物理轰击将造成物体表面亲水性的破坏,从而导致水滴角的增大。并且长时间的清洗,会导致温度升高,可能会对某些不耐高温及易损工件会造成损坏,因此不适宜长时间清洗,一般控制在3~5min之内。

真空压力值

仓体内的真空度影响工艺气体的电离程度,真空度越高,电子运动的平均自由程越大,能量也就越大,有利于电离,但是在氧气流量和功率一定情况下,要提高真空度,必须更换大抽速的泵,大功率泵会造成气体离子密度降低,从而使清洗效果变差。

在真空等离子清洗机清洗流程中,很多参数如仓体真空度、射频功率、工艺气体流量、清洗时间等都对清洗效果有很大影响,搭配得当不仅可以提高工艺效率,同时节约工艺成本。

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