等離子清洗機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域
等離子清洗機(jī)主要適用于各種材料的表面改性處理:表面清洗、表面活化、表面刻蝕、表面接枝、表面沉積、表面聚合以及等離子體輔助化學(xué)氣相沉積
表面改性:紙張粘合,塑料粘接、金屬錫焊、電鍍前的表面處理
表面活化:生物材料的表面修飾,印刷涂布或粘接前的表面處理,如紡織品的表面處理
表面刻蝕:硅的微細(xì)加工,玻璃等太陽能領(lǐng)域的表面刻蝕處理,醫(yī)療器皿表面刻蝕處理
表面接枝:材料表面特定基團(tuán)的產(chǎn)生和表面活化的固定
表面沉積:疏水性或親水性層的等離子體聚合沉積
等離子清洗機(jī)廣泛應(yīng)用于金屬、微電子、聚合物、生物功能材料、低溫滅菌及污染治理等多種領(lǐng)域,是企業(yè)、科研院所進(jìn)行等離子體表面處理的理想設(shè)備。
1.等離子清洗機(jī)在微電子封裝中的應(yīng)用
在微電子封裝的生產(chǎn)過程中,由于各種指紋、助焊劑、交叉污染、自然氧化、器件和材料會(huì)形成各種表面污染,包括有機(jī)物、環(huán)氧樹脂、光阻劑和焊料、金屬鹽等。這些污漬會(huì)對包裝生產(chǎn)過程和質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。等離子清洗機(jī)的使用可以很容易地通過在污染的分子級生產(chǎn)過程形成的去除,保證原子和原子之間的緊密接觸工件表面附著,從而有效提高粘接強(qiáng)度,改善晶片鍵合質(zhì)量,降低泄漏率,提高包裝性能、產(chǎn)量和組件的可靠性。
在微電子封裝的等離子清洗工藝的選擇取決于材料表面上的后續(xù)工藝的要求,對材料表面原始特征化學(xué)成分和污染物的性質(zhì)。常用于等離子清洗氣體氬、氧、氫、四氟化碳及其混合氣體。表、等離子清洗技術(shù)應(yīng)用的選擇。
小銀膠襯底:污染物會(huì)導(dǎo)致膠體銀是球狀,不利于芯片粘貼,容易刺傷導(dǎo)致芯片手冊,射頻等離子體清洗的使用可以使表面粗糙度和親水性大大提高,有利于銀膠體和瓷磚粘貼芯片,同時(shí)使用量可節(jié)省銀膠,降低成本。
引線鍵合:芯片接合基板之前和高溫固化后,現(xiàn)有的污染物可能含有微顆粒和氧化物,這些污染物的物理和化學(xué)反應(yīng)鉛和芯片與基板之間的焊接不完整啊粘結(jié)強(qiáng)度差,附著力不夠。在引線鍵合前,射頻等離子體清洗能顯著提高表面活性,提高鍵合線的結(jié)合強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。對焊接頭的壓力可低(當(dāng)有污染物,焊頭穿透污染物,更大的壓力的需要),在某些情況下,鍵合溫度也可以降低,從而提高生產(chǎn)和降低成本。
封膠:在環(huán)氧樹脂過程中,污染物會(huì)導(dǎo)致泡沫起泡率高,導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命低,所以為了避免密封泡沫的形成過程中也關(guān)注。射頻等離子體清洗后,芯片與基板的將與膠體的結(jié)合更加緊密,形成的泡沫將大大減少,同時(shí)也將顯著提高散熱率和光發(fā)射率。
2.等離子清洗機(jī)在橡塑行業(yè)產(chǎn)品上的作用機(jī)理
我們在工業(yè)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)一些橡膠塑料件在進(jìn)行表面連接的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)粘接困難的問題,這是因?yàn)榫郾?/span>PTFE等橡膠塑料材料是沒有極性的,這些材料在未經(jīng)過表面處理的狀態(tài)下進(jìn)行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差,甚至無法進(jìn)行。
有些工藝用一些化學(xué)藥劑對這些橡塑表面進(jìn)行處理,這樣能改變材料的粘接效果,但這種方法不易掌握,化學(xué)藥劑本身具有毒性,操作非常麻煩,成本也較高,而且化學(xué)藥劑對橡塑材料原有的優(yōu)良性能也有影響。
利用等離子技術(shù)對這些材料進(jìn)行表面處理,在高速高能量的等離子體的轟擊下,這些材料結(jié)構(gòu)表面得以最大化,同時(shí)在材料表面形成一個(gè)活性層,這樣橡膠、塑料就能夠進(jìn)行印刷、粘合、涂覆等操作。應(yīng)用等離子技術(shù)對橡塑表面處理,其操作簡單,處理前后沒有有害物質(zhì)產(chǎn)生,處理效果好,效率高,運(yùn)行成本低。
3.等離子清洗機(jī)清洗微小孔的作用
隨著HDI板孔徑的微小化,傳統(tǒng)的化學(xué)清洗工藝已不能滿足盲孔結(jié)構(gòu)的清洗,液體表面張力使藥液滲透進(jìn)孔內(nèi)有困難,特別是在處理激光鉆微盲孔板時(shí),可靠性不好。
目前應(yīng)用于微埋盲孔的孔清洗工藝主要有超生波清洗和等離子體清洗,超聲波清洗主要依據(jù)空化效應(yīng)來達(dá)到清洗的目的,屬于濕法處理,清洗時(shí)間較長,且依賴于清洗液的去污性能,增加了對廢液的處理問題。
現(xiàn)階段普遍應(yīng)用的工藝主要為等離子體清洗工藝,等離子體處理工藝簡單,對環(huán)境友好,清洗效果明顯,針對盲孔結(jié)構(gòu)非常有效。
等離子體清洗是指高度活化的等離子體在電場的作用下發(fā)生定向移動(dòng),與孔壁的鉆污發(fā)生氣固化學(xué)反應(yīng),同時(shí)生成的氣體產(chǎn)物和部分未發(fā)生反應(yīng)的粒子被抽氣泵排出。
等離子體在HDI板盲孔清洗時(shí)一般分為三步處理,第一階段用高純的N2產(chǎn)生等離子體,同時(shí)預(yù)熱印制板,使高分子材料處于一定的活化態(tài);第二階段以O(shè)2、CF4為原始?xì)怏w,混合后產(chǎn)生O、F等離子體,與丙烯酸、PI、FR4、玻璃纖維等反應(yīng),達(dá)到去鉆污的目的;第三階段采用O2為原始?xì)怏w,生成的等離子體與反應(yīng)殘余物使孔壁清潔。
在等離子清洗過程中,除發(fā)生等離子化學(xué)反應(yīng),等離子體還與材料表面發(fā)生物理反應(yīng)。等離子體粒子將材料表面的原子或附著材料表面的原子打掉,有利于清洗蝕刻反應(yīng)。
隨著材料和技術(shù)的發(fā)展,埋盲孔結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)將越來越小,越來越精細(xì)化;在對盲孔進(jìn)行電鍍填孔時(shí),使用傳統(tǒng)的化學(xué)除膠渣方法將會(huì)越來越困難,而等離子處理的清洗方法能夠很好地克服濕法除膠渣的缺點(diǎn),能夠達(dá)到對盲孔以及微小孔的較好清洗作用,從而能夠保證在盲孔電鍍填孔時(shí)達(dá)到良好的效果。
4.等離子清洗機(jī)技術(shù)應(yīng)用于點(diǎn)火線圈的處理
隨著汽車行業(yè)的發(fā)展,其各方面性能要求越來越高。點(diǎn)火線圈有提升動(dòng)力,最明顯的效果是提升行駛時(shí)的中低速扭距;消除積碳,更好的保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī),延長發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命;減少或消除發(fā)動(dòng)機(jī)的共振;燃油充分燃燒,減少排放等諸多功能。要使點(diǎn)火線圈充分發(fā)揮它的作用,其質(zhì)量、可靠度、使用壽命等要求必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),但是目前的點(diǎn)火線圈生產(chǎn)工藝尚存在很大的問題——點(diǎn)火線圈骨架外澆注環(huán)氧樹脂后,由于骨架在出模具前表面含大量的揮發(fā)性油污,導(dǎo)致骨架與環(huán)氧樹脂結(jié)合面粘合不牢靠,成品使用中,點(diǎn)火瞬間溫度升高,會(huì)在結(jié)合面微小的縫隙中產(chǎn)生氣泡,損壞點(diǎn)火線圈,嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生爆炸現(xiàn)象。
點(diǎn)火線圈骨架使用等離子處理后,不僅可去除表面的難揮發(fā)性油污,而且可大大提高骨架表面活性,即能提高骨架與環(huán)氧樹脂的粘合強(qiáng)度,避免產(chǎn)生氣泡,同時(shí)可提高繞線后漆包線與骨架觸點(diǎn)的焊接強(qiáng)度。這樣一來點(diǎn)火線圈在生產(chǎn)過程中各方面性能得到明顯改善,提高了可靠度和使用壽命。
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