氧等離子體清洗機(jī)工作與清洗原理及其示意圖

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2023-02-16

氧等離子體清洗機(jī)（Plasma cleaner）的基本工作原理是指工作腔內(nèi)通過機(jī)械泵抽至低真空，通入高純度氧氣的反應(yīng)氣體，對氣體施加足夠的電壓使其發(fā)生電離起輝形成的高能量的等離子體狀態(tài)，等離子體是由高激發(fā)態(tài)的原子、分子、離子和自由基組成的，氧等離子體清洗機(jī)通過對樣品表面進(jìn)行親水性的改性且在材料表面生成親水性的基團(tuán)的同時可以清除掉表面有機(jī)污染物。

納恩科技-氧等離子體清洗機(jī)

氧等離子體清洗機(jī)結(jié)構(gòu)介紹

圖1-1是典型的氧等離子體清洗機(jī)的原理示意圖，它由5個模塊組成：真空系統(tǒng)、電源、匹配網(wǎng)絡(luò)、真空腔室和控制系統(tǒng)。各部分簡介如下：

圖1-1 氧等離子體清洗機(jī)原理圖

真空系統(tǒng)：低壓等離子體系統(tǒng)在0.1Torr到1Torr的壓力下工作，氣體連續(xù)流入反應(yīng)器。因此，真空系統(tǒng)必須能夠保持這種壓力/流量狀態(tài)，并根據(jù)真空腔體的尺寸保持50cc/min至1000cc/min的進(jìn)氣流量。
電源：為等離子體的產(chǎn)生提供電力支持。根據(jù)反應(yīng)器的大小，所需功率范圍為100W-5000W。
阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)：通常是一個可調(diào)變壓器或pi網(wǎng)絡(luò)，它將等離子體的阻抗轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)所需的輸出阻抗。根據(jù)氣體、反應(yīng)器設(shè)計和操作條件的不同，等離子體的阻抗可以在幾歐姆到幾千歐姆之間變化，并且它們的反應(yīng)性非常強(qiáng)。匹配網(wǎng)絡(luò)的使用使得一個等離子體系統(tǒng)可以使用多種不同的氣體和工作條件。
真空腔體：它是一種壓力容器，設(shè)計用于支持等離子體的壓力/流量條件，將電能耦合到等離子體中，并容納待處理的材料。
系統(tǒng)控制器：它控制所有工藝變量，如氣體類型、壓力、氣體流量、功率大小和加工時間。

氧等離子體清洗機(jī)清洗原理

等離子體清洗工藝一般采用Ar、N2惰性氣體以及O2、H2活潑性氣體?？梢允菃我磺逑礆怏w、兩種或者多種混合清洗氣體?；顫娦詺怏w等離子體主要用于化學(xué)清洗，產(chǎn)生的等離子體具有很強(qiáng)的氧化性或還原性。材料表面的有機(jī)污染物和氧化物可以分別在含氧或含氫氣體等離子體下通過化學(xué)反應(yīng)去除（如下圖所示），產(chǎn)生的可揮發(fā)性氣態(tài)物被真空系統(tǒng)抽離反應(yīng)腔室。惰性氣體激發(fā)產(chǎn)生的等離子體主要通過物理轟擊清洗樣品表面，攜帶高能量的離子可以將污染物中大分子的化學(xué)鍵分解成小分子，小分子可以被真空系統(tǒng)抽離出反應(yīng)室。

等離子體清洗原理

氧等離子體清洗機(jī)產(chǎn)生的低溫等離子體對襯底表面有四個主要影響：清除表面的有機(jī)污染物、通過燒蝕去除材料以增加表面積或去除弱邊界層、交聯(lián)或分支以增強(qiáng)表面的粘結(jié)性和表面活化以改善粘結(jié)界面的化學(xué)和物理相互作用。這四種效應(yīng)同時發(fā)生，并且取決于處理條件和反應(yīng)器的設(shè)計，這些效應(yīng)中的一種或多種可能占據(jù)主導(dǎo)地位。等離子體處理襯底表面可以改變襯底表面化學(xué)性質(zhì)，引入活性官能團(tuán)，如羧基、氨基、甲基和羥基。