May. 12, 2026
Plasma清洗依据工作气体种类、放电方式、工艺参数差异,分为多种类型,不同工艺气体的等离子体作用机理、清洗效果、表面改性能力不同,需结合材料、污染物类型、器件特性选型。
氧等离子体是最常用的等离子体类型之一。氧分子在电场作用下电离,生成氧离子、氧自由基、激发态氧原子等高活性粒子。
作用机理:
· 化学清洗:氧自由基与表面有机污染物(如光刻胶残留、油污、环氧树脂析出物)发生氧化反应,将大分子有机物分解为 CO₂、H₂O 等挥发性小分子,随真空泵排出,实现高效去有机污染。
· 轻微表面改性:氧等离子体可氧化金属表面薄氧化层,同时提高表面亲水性,改善材料表面的浸润性。
适用场景:表面以有机污染物为主、器件耐氧化、衬底为陶瓷、玻璃、部分聚合物的封装结构。
氩等离子体为惰性气体等离子体,氩原子电离后生成氩离子、激发态氩原子,无强化学反应性,以物理轰击作用为主。
作用机理:
· 物理溅射清洗:高能氩离子高速轰击器件表面,通过动能传递剥离表面颗粒杂质、氧化层、弱附着污染物,属于纯物理去除,无化学反应副产物。
· 温和表面改性:氩离子轰击可轻微刻蚀表面,增加表面粗糙度,提升键合界面机械结合力,同时不改变表面化学组成,适配对氧化敏感的金属衬底(如镍、金、铝)。
适用场景:表面含颗粒杂质、金属氧化层,或器件 / 衬底易被氧化、对化学活性敏感的封装(如镍基焊盘、贵金属镀层器件)。
结合氩等离子体的物理轰击与氧等离子体的化学氧化优势,是复合型等离子体清洗方案。
·作用机理:氩离子物理剥离顽固污染物、颗粒杂质,氧自由基氧化分解有机残留,协同提升清洗效率;同时可调控氩氧比例,平衡物理刻蚀与化学氧化强度,适配复杂污染物共存场景。
·适用场景:表面同时存在有机污染物、颗粒杂质、高分子材料或结构复杂、污染物分布不均的器件。
作用机理:
化学还原:氢等离子体具有强还原性,与金属氧化物发生化学反应。
物理轰击:电离后的Ar⁺在电场作用下加速,通过动量传递撞击待清洗表面, 通过溅射效应剥离污染物. 破坏松动表面氧化物。
适用场景:主要用于去除金属氧化层并活化表面,在半导体封装和精密电子制造中应用广泛。
plasma清洗工艺气体选型需综合两大核心因素:
1. 污染物类型:有机污染为主选氧等离子体;颗粒 / 金属氧化层为主选氩氢等离子体;混合污染选氩氧混合等离子体。
2. 衬底 / 器件材料:易氧化材料(镍、铝、铜)优先氩氢等离子体;陶瓷、玻璃、耐氧化聚合物可选氧等离子体;敏感微型器件需降低等离子体功率、缩短处理时间,避免损伤。
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