文章內(nèi)容出自公眾號：氣體圈子

等離子清洗機(jī)常用的工藝氣體有氧氣 、氬氣 、氮?dú)?、壓縮空氣 、二氧化碳 、氫氣、四氟化碳等。它是將氣體電離產(chǎn)生等離子體對工件進(jìn)行表面處理，無論是進(jìn)行清洗還是表面活化，為達(dá)到相應(yīng)的處理效果會選用不同的工藝氣體，那么等離子清洗機(jī)的常用工藝氣體又該如何選擇呢？今天就為大家分享一下相關(guān)基礎(chǔ)知識，供大家分享。

氧 氣

氧氣是等離子清洗常用的活性氣體，屬于物理+化學(xué)的處理方式，電離后產(chǎn)生的離子體能夠?qū)Ρ砻孢M(jìn)行物理轟擊，形成粗糙表面。同時高活性的氧離子能夠與被斷鍵后的分子鏈發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成活性基團(tuán)的親水表面，達(dá)到表面活化的目的；被斷鍵后的有機(jī)污染物的元素會與高活性的氧離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成CO、CO2、H2O等分子結(jié)構(gòu)脫離表面，達(dá)到表面清洗的目的。

氧氣主要應(yīng)用于高分子材料表面活化及有機(jī)污染物去除，但不適用于易氧化的金屬表面。真空等離子狀態(tài)下的氧等離子呈現(xiàn)淡藍(lán)色，部分放電條件下類似白色。放電環(huán)境光線比較亮，肉眼觀察時可能會出現(xiàn)看不到真空腔體內(nèi)有放電的情況。

 氬 氣

氬氣是一種惰性氣體，電離后產(chǎn)生的離子體不會與基材發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在等離子清洗中主要被應(yīng)用于基材表面的物理清洗及表面粗化，大的特點(diǎn)就是在表面清洗中不會造成精密電子器件的表面氧化。正因如此，氬等離子清洗機(jī)在半導(dǎo)體、微電子、晶圓制造等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。

氬氣在真空等離子清洗機(jī)中被電離所產(chǎn)生的等離子體呈暗紅色。在相同的放電環(huán)境下，氫氣和氮?dú)馑a(chǎn)生的等離子體顏色都是呈紅色，但氬等離子體的亮度會低于氮?dú)馇腋哂跉錃猓€是比較好區(qū)分的。

①表面清洗

在晶圓、玻璃等產(chǎn)品的表面Particle去除的工藝中，通常都是采用Ar等離子體對表面Particle進(jìn)行轟擊，以達(dá)到Particle被打散、松動（與基材表面脫離）的效果，再配合超聲波清洗或離心清洗等工藝，將表面的Particle進(jìn)行去除。特別是在在半導(dǎo)體封裝工藝中，完成打線工藝后為防止導(dǎo)線氧化，都是采用氬等離子體或氬氫等離子體進(jìn)行表面清洗。

②表面粗化

等離子清洗機(jī)的表面粗化又稱表面刻蝕，其目的是提升材料表面的粗糙度，以增加粘接、印刷、焊接等工藝結(jié)合力，經(jīng)氬等離子清洗機(jī)處理后的表面張力會明顯提升?；钚詺怏w所產(chǎn)生的等離子體也可以增加表面的粗糙度，但氬氣電離后產(chǎn)生的粒子相對較重，氬離子在電場的作用下的動能會明顯高于活性氣體，所以其粗化效果會更加明顯，在無機(jī)物基材表面粗化工藝中應(yīng)用廣泛。如玻璃基材表面處理、金屬基材表面處理等。

③活性氣體輔助

在等離子清洗機(jī)的活化和清洗工藝中，工藝氣體經(jīng)常被混合使用，以達(dá)到更佳的效果。因?yàn)闅鍤獾姆肿颖容^大，電離后產(chǎn)生的粒子比較后，在進(jìn)行表面清洗和活化時通常會配合活性氣體混合使用，常見的就是氬氣和氧氣的混合。氧氣為高活性氣體，可有效地對有機(jī)污染物或有機(jī)基材表面進(jìn)行化學(xué)分解，但其粒子相對較小，斷鍵和轟擊能力有限，如加上一定比例的氬氣，那么所產(chǎn)生的等離子體對有機(jī)污染物或有機(jī)基材表面的斷鍵和分解能力就會更強(qiáng)，加快清洗和活化的效率。

氬氣與氫氣混合應(yīng)用在打線和打鍵工藝中，除增加焊盤粗糙度外，還可以有效去除焊盤表面的有機(jī)污染物，同時對表面的輕微氧化進(jìn)行還原，在半導(dǎo)體封裝和SMT等行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

氫 氣

氫氣與氧氣類似，屬于高活性氣體，可以對表面進(jìn)行活化及清洗。氫氣與氧氣的區(qū)別主要是反應(yīng)后形成的活性基團(tuán)不同，同時氫氣具有還原性，可用于金屬表面的微觀氧化層去除且不易對表面敏感有機(jī)層造成損壞。所以在微電子、半導(dǎo)體及線路板制造行業(yè)使用較廣。

因氫氣為危險性氣體，未被電離時與氧氣匯合會發(fā)生自爆，所以在等離子清洗機(jī)中通常是禁止兩種氣體混合使用的。真空等離子狀態(tài)下氫等離子呈紅色，與氬等離子類似，要相同的放電環(huán)境下比氬等離子顏色略深。

氮 氣

氮?dú)怆婋x形成的等離子體能夠與部分分子結(jié)構(gòu)發(fā)生鍵合反應(yīng)，所以也是一種活性氣體，但相對于氧氣和氫氣而言，其粒子比較重，通常情況下在等離子清洗機(jī)應(yīng)用中會把此氣體界定在活性氣體氧氣、氫氣與惰性氣體氬氣之間的一種氣體。在清洗活化的同時能夠達(dá)到一定轟擊、刻蝕的效果，同時能夠防止部分金屬表面出現(xiàn)氧化。氮?dú)馀c其他氣體組合形成的等離子體通常會被應(yīng)用于一些特殊材料的處理。真空等離子狀態(tài)下氮等離子也是呈紅色，在相同的放電環(huán)境下，氮等離子會比氬等離子和氫等離子更亮一些。