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技术交流

等离子表面处理仪处理样品

发布时间:2020-7-28 8:23:02 | 信息来源:
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等离子清洗机(plasma cleaner)也叫等离子清洁机,或者等离子表面处理仪,是一种全新的高科技技术,利用等离子体来达到常规清洗方法无法达到的效果。等离子体是物质的一种状态,也叫做物质的第四态,并不属于常见的固液气三态。对气体施加足够的能量使之离化便成为等离子状态。等离子体的“活性”组分包括:离子、电子、原子、活性基团、激发态的核素(亚稳态)、光子等。等离子清洗机就是通过利用这些活性组分的性质来处理样品表面,从而实现清洁、涂覆等目的。

等离子体产生的条件:足够的反应气体和反应气压,反应产物须能高速撞击清洗物的表面,具有足够的能量供应,反应后所产生的物质必须是可挥发性的细微结合物,以便于真空泵将其抽走,泵的容量和速度须足够大,以便迅速排出反应的副产品,并且需要快速地再填充反应所需的气体。

等离子清洗机为什么会产生臭味?
答案是:臭氧在作怪

等离子体放电过程中产生臭氧的基本原理是含氧气体在放电反应器内所形成的低温等离子体氛围中,一定能量的自由电子将氧分子分解成氧原子,之后通过三体碰撞反应形成臭氧分子,同时也发生着臭氧的分解反应。

臭氧,化学分子式为O3,又称三原子氧、超氧,因其类似鱼腥味的臭味而得名,在常温下可以自行还原为氧气。比重比氧大,易溶于水,易分解。由于臭氧是由氧分子携带一个氧原子组成,决定了它只是一种暂存状态,携带的氧原子除氧化用掉外,剩余的又组合为氧气进入稳定状态,所以臭氧没有二次污染。

如果我们通入的气体中含有氧气,那么在反应过程中就会产生少量的臭氧,正是因为有臭氧的产生,所以我们在使用等离子清洗机的时候有时会闻到一股臭味,这就是为什么等离子清洗机会产生臭味的原因了。1)经过等离子处理以后,被清洗物体已经很干燥,不必再经干燥处理;
(2)
不使用有害溶剂,不会产生有害污染物,属于有利于环保的绿色清洗方法;
(3)
用无线电波范围的高频产生的等离子体方向性不强,可以深入物体的微细孔眼和凹陷内,特别适合用于线路板生产中盲孔以及微小孔的清洗;
(4)
整个清洗工艺流程在几分钟内即可完成,具有效率高的特点;
(5)
等离子清洗的*大技术特点是:它不分处理对象,可处理不同的基材;如金属、半导体、氧化物以及高分子材料(如聚丙烯、聚氯乙烯、据四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酯、环氧树脂等高聚物等离子表面处理机)等都可用等离子处理;
(6)
在使用等离子清洗时,去污的同时,还能改变材料本身的表面性能,如提高表面的润湿性能,改善膜的附着力等。

3.1
等离子灰化表面有机层
基材表面受到化学轰击如下图所示:
在真空和瞬时高温状态下,污染物部分蒸发,污染物在高能量离子的冲击下被击碎并被真空带出。而线路板在生产过程中搬用时,在基材表面难免会沾上一些汗渍、油污等污染物,有些污染物使用普通的线路板生产除油剂很难去除,而使用等离子处理能够很好地达到除去这些有机污染物的效果。

3.2
等离子蚀刻基材表面
在等离子蚀刻过程中,通过处理气体的作用,被蚀刻物会变成气相。处理气体和基体物质被真空泵抽出,表面连续被新鲜的处理气体覆盖,从而达到蚀刻的目的
在线路板的生产中,等离子蚀刻主要用来对基材表面进行粗化,以增强镀层与基材的结合力。在下一代较为先进的封装技术——化学镀镍磷制作埋嵌电阻工艺研究中,等离子蚀刻能够对FR-4或是PI表面进行粗化,从而增强FR-4PI与镍磷电阻层的结合力。
化学镀镍磷制作埋嵌电阻工艺有以下六个主要工艺步骤:
(1)
使用传统的生产工艺方法制作出所需的线路图形;
(2)
使用等离子体蚀刻对基材表面进行粗化;
(3)
然后对使用钯活化的方法对基材表面活化;
(4)
进行贴干膜、曝光显影,把需要制作电阻的地方显影出来;
(5)
紧接着使用化学镀镍磷的方法进行埋嵌电阻的制作;
(6)*
后,退去干膜。
通过实验研究可知,通过等离子处理的基材表面电阻层的结合力更好。特别是需要在PI基材上进行埋嵌电阻的制作时,等离子处理的效果更好。并且使用等离子处理过的基材表面具有一定的活化官能团,从而有助于制作埋嵌电阻的化学反应。制作电阻层,经过等离子处理的基材表面,在经过退膜工序后,镍磷电阻层与基材表面的结合力完好无损;而没有经过等离子处理的基材表面,在经过退膜工序后,镍磷电阻层不能与基材很好的结合,电阻层几乎全部脱落。

3.3
等离子清洗机微小孔作用
常压等离子处理机随着HDI板孔径的微小化,传统的化学清洗工艺已不能满足盲孔结构的清洗,液体表面张力使药液渗透进孔内有困难,特别是在处理激光钻微盲孔板时,可靠性不好。目前应用于微埋盲孔的孔清洗工艺主要有超生波清洗和等离子体清洗,超声波清洗主要依据空化效应来达到清洗的目的,属于湿法处理,清洗时间较长,且依赖于清洗液的去污性能,增加了对废液的处理问题。现阶段普遍应用的工艺主要为等离子体清洗工艺,等离子体处理工艺简单,对环境友好,清洗效果明显,针对盲孔结构非常有效。

等离子体清洗是指高度活化的等离子体在电场的作用下发生定向移动,与孔壁的钻污发生气固化学反应,同时生成的气体产物和部分未发生反应的粒子被抽气泵排出。等离子体在HDI板盲孔清洗时一般分为三步处理,第一阶段用高纯的N2产生等离子体,同时预热印制板,使高分子材料处于一定的活化态;第二阶段以O2CF4为原始气体,混合后产生OF等离子体,与丙烯酸、PIFR4、玻璃纤维等反应,达到去钻污的目的;第三阶段采用O2为原始气体,生成的等离子体与反应残余物使孔壁清洁。在等离子清洗过程中,除发生等离子化学反应,等离子体还与材料表面发生物理反应。等离子体粒子将材料表面的原子或附着材料表面的原子打掉,有利于清洗蚀刻反应。等离子体技术表面接枝处理
以等离子体接枝聚合进行材料表面改性,接枝层同表面分子以共价键结合,可获得优良、耐久的改性效果。美国曾将聚酯纤维进行辉光放电等离子体处理与丙烯酸接枝聚合,改性后纤维吸水性大幅度提高,同时抗静电性能也有改善。
行业应用特点
●具有工艺简单、操作方便、加工速度快、处理效果好、环境污染小、节能等优点;
●等离子体技术在塑料元件的改性工艺中,提高了塑料的润湿率;
●等离子体化技术应用于塑料窗用玻璃、汽车百叶窗和氖灯、卤天灯的反光镜处理;
●涤纶纤维坚固耐穿,但其结构紧密、吸水性差、难染色,采用低温氮等离子体引发丙烯酰胺对涤纶织物进行接枝改性,接枝后涤纶织物的上染百分率、染色深度及亲水性都有明显提高;
●用等离子体处理聚丙烯膜,引入氨基,再通过共价键接枝,固定上葡萄糖氧化酶,接枝率分别达52μg/cm234μg/cm2
●等离子体对医用材料表面处理,可引入氨基、羰基等基团,生物活性物质与这些基团接枝反应可固定于材料表面;

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