等離子清洗設備清洗原理分析

我們先簡單的定義什么是等離子體,等離子體是一團含有正離子、電子、自由基及中性氣體原子所組成的會發光的氣體團,如日光燈、霓紅燈發亮的狀態,就是屬于等離子體發亮的狀態。等離子體的產生最主要是靠電子去撞擊中性氣體原子,使中性氣體原子解離而產生等離子體,但中性氣體原子核對其外圍的電子有一束縛的能量,我們稱它為束縛能,而外界的電子能量必須大于此束縛能,才會有能力解離此中性氣體原子,但是,此外界的電子往往是能量不足的,沒有解離中性氣體原子的能力,所以,我們必須用外加能量的方法給原子電子能量,使電子有利用解離此中性氣體原子。

等離子清洗設備清洗原理分析:

等離子清洗設備利用了等離子體在低溫條件下能夠產生非平衡電子、反應離子和自由基的特性。等離子體中的高能活性基團轟擊表面,會造成濺射、熱蒸發或光致降解。等離子體特有的清洗過程主要是基于等離子體濺射和刻蝕所帶來的物理和化學變化。

物理濺射的過程中,等離子體中高能量離子脈沖式的表面轟擊會導致表面原子發生位移,在某些情況下,還會造成次表層上原子的移位,因此物理濺射沒有選擇性。在化學刻蝕的過程中,等離子體中的活性基團和表面原子,分子發生反應,產生的揮發性物質可以通過泵抽走。在等離子刻蝕過程中,通過選擇不同的工藝參數,可以對不同材料實現高選擇性的化學反應刻蝕,然而這種方法對同一種材料的刻蝕是各向同性的。在離子增強刻蝕中,高能粒子撞擊表面時,會在表面形成缺陷、位錯或懸浮,這些缺陷提高了表面的化學反應刻蝕速率,使這種刻蝕過程同時具備可選擇性和方向性。

在所有的這些清洗過程中,在碳氫化合物與襯底之間的鍵合被削弱,獲得的能量使這些有機復合物從襯底上脫離。一旦脫離有機化合物分子基團就會被惰性氣體帶走。等離子體所產生的光輻照、中性粒子流和帶電粒子轟擊為結合鍵的斷裂提供了能量。這些能量首先被碳氫化合物吸收后,在各種形式的二次過程中又被消耗掉。正是這些各種形式的二次過程實現了表面清洗的效果。在等離子體中存在大量的紫外線輻照,能量被聚合物吸收后,產生了化學性質非?;钴S的自由基,這些自由基和容易與等離子體中的氣體發生發生反應,產生揮發性氣體。在等離子體中,快離子與中性粒子碰撞后產生的中性自由基不斷地轟擊樣品表面,以動能、振動‘解離和激發態的模式在中性粒子之間進行電荷交換和能量傳遞。運動動能和振動動能以一種溫和的方式加熱表面,解離和激發態產生的自由基以平動或振動的方式傳遞熱量。如果能量超過閾值,則可能導致濺射,并伴隨著自由基團的產生。處理明顯的類似于機械的方法去除表面污染物濺射過程外,等離子體中的自由基是最重要的去除碳氫化合物的因素。

等離子清洗機

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