plasma 原理及設(shè)備介紹

1、Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 1. 等離子清洗技術(shù)介紹等離子清洗技術(shù)介紹- 2 page2. 氣體離子化的過程介紹氣體離子化的過程介紹- 37 page3. 等離子清洗原理介紹等離子清洗原理介紹- 810 page4. 等離子清洗應(yīng)用等離子清洗應(yīng)用- 11 page4.1 金屬表面去油及清潔金屬表面去油及清潔- 1214 page4.2 等離子刻蝕等離子刻蝕- 15 page4.3 刻蝕

2、和灰化刻蝕和灰化- 1618 page4.4 塑料、玻璃和陶瓷的表面活化和清潔塑料、玻璃和陶瓷的表面活化和清潔- 1920 page4.5 等離子涂鍍等離子涂鍍- 20 page5. 清洗前后產(chǎn)品比對(duì)清洗前后產(chǎn)品比對(duì)- 2127 page8. Dual Chamber Direct Plasma ( VSP- 88D Pro )Dual Chamber Direct Plasma ( VSP- 88D Pro )- 2831 page9. Plasma Cleaning System VSP88HPlasma Cleaning System VSP88H- 3234 page10. Inlin

3、e Direct Plasma Cleaning System VSIP88DInline Direct Plasma Cleaning System VSIP88D- 3537 pageRoom1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 等離子清洗技術(shù)清除金屬、陶瓷、塑料表面的有機(jī)污染物，可以顯著加強(qiáng)等離子清洗技術(shù)清除金屬、陶瓷、塑料表面的有機(jī)污染物，可以顯著加強(qiáng)這些表面的粘性及焊接強(qiáng)度。這些表面的粘性及焊

4、接強(qiáng)度。 離子化過程能夠容易地控制和安全地重復(fù)。離子化過程能夠容易地控制和安全地重復(fù)。如果有效的表面處理對(duì)于產(chǎn)品的可靠性或過程效率的提高是至關(guān)重要的，如果有效的表面處理對(duì)于產(chǎn)品的可靠性或過程效率的提高是至關(guān)重要的，那么等離子技術(shù)對(duì)你也許就是最理想的技術(shù)。那么等離子技術(shù)對(duì)你也許就是最理想的技術(shù)。 通過表面活化、蝕刻、表面沉積，等離子技術(shù)可以改善絕大多數(shù)物質(zhì)的性通過表面活化、蝕刻、表面沉積，等離子技術(shù)可以改善絕大多數(shù)物質(zhì)的性能：潔凈度、親水性、斥水性、粘結(jié)性、標(biāo)刻性、潤(rùn)滑性、耐磨性。能：潔凈度、親水性、斥水性、粘結(jié)性、標(biāo)刻性、潤(rùn)滑性、耐磨性。 Room1017,Huabao Plaza No.30

5、65 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: “ “離子化的氣體離子化的氣體” ”等離子清洗原理就是在一組電極施以射頻電壓（頻率約為幾十兆赫茲），電極等離子清洗原理就是在一組電極施以射頻電壓（頻率約為幾十兆赫茲），電極之間形成高頻交變電場(chǎng)，區(qū)域內(nèi)氣體在交變電場(chǎng)的激蕩下，形成等離子體，活之間形成高頻交變電場(chǎng)，區(qū)域內(nèi)氣體在交變電場(chǎng)的激蕩下，形成等離子體，活性等離子對(duì)被清洗物進(jìn)行物理轟擊與化學(xué)反應(yīng)雙重作用，使被清洗物表面物質(zhì)性等離子對(duì)被清洗物進(jìn)行物理轟擊與化學(xué)反

6、應(yīng)雙重作用，使被清洗物表面物質(zhì)變成粒子和氣態(tài)物質(zhì)變成粒子和氣態(tài)物質(zhì)。使被清洗物表面物質(zhì)變成粒子和氣態(tài)物質(zhì)，經(jīng)過抽真空使被清洗物表面物質(zhì)變成粒子和氣態(tài)物質(zhì)，經(jīng)過抽真空排出，而達(dá)到清洗目的。排出，而達(dá)到清洗目的。 Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 為了生成為了生成 PlasmaPlasma，需要對(duì)自然狀態(tài)的原子或分子進(jìn)行離子化，需要對(duì)自然狀態(tài)的原子或分子進(jìn)行離子化. . 為了進(jìn)行離子化為了進(jìn)行離

7、子化 ， 必須加上很高的熱必須加上很高的熱(Energy). (Energy). 即需要數(shù)十萬(wàn)度或數(shù)百萬(wàn)度的高溫即需要數(shù)十萬(wàn)度或數(shù)百萬(wàn)度的高溫. . 但是加上高的但是加上高的 電極的話，在低溫狀態(tài)下也可以對(duì)原子或分子進(jìn)行離子化電極的話，在低溫狀態(tài)下也可以對(duì)原子或分子進(jìn)行離子化. . NucleusNucleus(Neutrons Protons)Electron Electron (e-) Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 517

8、93933 Home Page: Electric fieldCold electronHot electronNeutralPositive ionElectronsNeutrals (radical)Plasma =Plasma =Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: -因壓力高使粒子增多的話，平均 行程距離(Mean Free Pass)縮短， 所以即使電壓高也很難進(jìn)行離子化.- 壓力低的

9、話可降低撞擊的概率，所 以需要適當(dāng)?shù)膲毫?500V500V1010-3-3 為了使為了使 Plasma Plasma 容易生成離子化，需要適當(dāng)?shù)膲毫瓦m當(dāng)?shù)娜菀咨呻x子化，需要適當(dāng)?shù)膲毫瓦m當(dāng)?shù)?電壓電壓. .Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: Ion EnergyIon DensityPower FrequencyDC40-100 kHz13.56 MHz2.45 GHzRoom1017,H

10、uabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 表示的是使用表示的是使用Argon, O2 及及 H2 Plasma的洗凈原理的洗凈原理 . Argon Plasma使用于把表面使用于把表面 污染物物理的去除污染物物理的去除. H2 Plasma是和表面的是和表面的O2反映生成反映生成 H20， O2 Plasma是和是和C 反映反映 生成生成 CO2來(lái)除去污染物來(lái)除去污染物. (CH2)n + 3/2nO2 nCO2 +

11、nH2O)PadHydrogen PlasmaOxygen PlasmaArgon PlasmaChemical EnergyChemical EnergyPhysical EnergyHHHHHOOOOOCCCCCCCCCCCCCCCCOOOCOOOArArRoom1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: C-HC-HC=CC=CC-CC-C有機(jī)物有機(jī)物C-OC-OC=OC=OO-C=OO-C=OC-O-

12、OC-O-OCOCO2 2H H2 2O OCleaningCleaning( (有機(jī)物除去有機(jī)物除去) )Leadframe Leadframe 表面活性表面活性Ni, Pd, AuNi, Pd, Au1.1.表面有機(jī)物除去表面有機(jī)物除去 : : 脫脂效果脫脂效果2.2.有機(jī)物除去后表面活性化有機(jī)物除去后表面活性化 : : 酸洗效果酸洗效果 Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: Gas混合比混

13、合比適用適用 例例O2100%有機(jī)污染物除去/Polymer活化/氧化/ Photo regist除去H2以carrier gas使用, 10%以下不需氧化洗凈金屬 /氧化物除去Ar100%金屬脫脂 及 活化/氧化物除去/不需氧化除去hybrid 電路的 epoxy /親水化N2100%Polymer活化/除去hybrid電路的 epoxy /氧化物除去C2H4100%重合CF4/SF6100%Silicone etching（硅蝕刻）DS30097%O2+3%CF4aluminium Chamber上的 Photo regist film 除去/有機(jī)污染物除去Ds1628199%N2+1%O

14、2Photo regist film 除去 利用利用 Plasma洗凈技術(shù)是主要活用于圍繞半導(dǎo)體的金屬洗凈技術(shù)是主要活用于圍繞半導(dǎo)體的金屬, Plastic, 玻璃種類的脫脂玻璃種類的脫脂, 洗凈及活化上洗凈及活化上.Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 等離子表面處理系統(tǒng)現(xiàn)正應(yīng)用于LCD、LED、 IC，PCB，SMT、BGA、引線框架、平板顯示器的清洗和蝕刻。等離子清洗過的IC可顯著提高焊線

15、強(qiáng)度，減少電路故障的可能性。溢出的樹脂、殘余的感光阻劑、溶液殘?jiān)捌渌袡C(jī)污染物暴露于等離子體區(qū)，短時(shí)間內(nèi)就能清除。PCB制造商用等離子蝕刻系統(tǒng)進(jìn)行去污和蝕刻來(lái)帶走鉆孔中的絕緣物。 Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 一、金屬表面去油及清潔一、金屬表面去油及清潔 金屬表面常常會(huì)有油脂、油污等有機(jī)物及氧化層，在進(jìn)行濺射、油漆、粘合、健合、焊接、銅焊和PVD、CVD涂覆前，需要用等離子處理來(lái)得到完

16、全潔凈和無(wú)氧化層的表面。在這種情況下的等離子處理會(huì)產(chǎn)生以下效果： 1.1灰化表面有機(jī)層灰化表面有機(jī)層 表面會(huì)受到化學(xué)轟擊（氧 下圖）在真空和瞬時(shí)高溫狀態(tài)下，污染物部分蒸發(fā) 污染物在高能量離子的沖擊下被擊碎并被真空帶出 紫外輻射破壞污染物 因?yàn)榈入x子處理每秒只能穿透幾個(gè)納米的厚度，所以污染層不能太厚。指紋也適用。 Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 1.2氧化物去除氧化物去除 金屬氧化物會(huì)與處理

17、氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（下圖）這種處理要采用氫氣或者氫氣與氬氣的混合物。有時(shí)也采用兩步處理工藝。第一步先用氧氣氧化表面，第二步用氫氣和氬氣的混合物去除氧化層。也可以同時(shí)用幾種氣體進(jìn)行處理。 Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 1.3焊接焊接 通常，印刷線路板在焊接前要用化學(xué)助焊劑處理。在焊接完成后這些化學(xué)物質(zhì)必須采用等離子方法去除，否則會(huì)帶來(lái)腐蝕等問題。1.4鍵合鍵合 好的鍵合常常被電鍍、粘合、焊接

18、操作時(shí)的殘留物削弱，這些殘留物能夠通過等離子方法有選擇地去除。同時(shí)氧化層對(duì)鍵合的質(zhì)量也是有害的，也需要進(jìn)行等離子清潔。Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 二、等離子刻蝕、等離子刻蝕 在等離子刻蝕過程中，通過處理氣體的作用，被刻蝕物會(huì)變成氣相（例如在使用氟氣對(duì)硅刻蝕時(shí)，下圖）。處理氣體和基體物質(zhì)被真空泵抽出，表面連續(xù)被新鮮的處理氣體覆蓋。不希望被刻蝕部分要使用材料覆蓋起來(lái)（例如半導(dǎo)體行業(yè)用鉻做覆

19、蓋材料）。 等離子方法也用于刻蝕塑料表面，通過氧氣可以灰化填充混合物，同時(shí)得到分布分析情況?？涛g方法在塑料印刷和粘合時(shí)作為預(yù)處理手段是十分重要的，如POM 、PPS和PTFE。等離子處理可以大大地增加粘合潤(rùn)濕面積。 Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 三、刻蝕和灰化、刻蝕和灰化 PTFE刻蝕刻蝕 PTFE在未做處理的情況下不能印刷或粘合。眾所周知，使用活躍的堿性金屬可以增強(qiáng)粘合能力，但是這種方

20、法不容易掌握，同時(shí)溶液是有毒的。使用等離子方法不僅僅保護(hù)環(huán)境，還能達(dá)到更好效果。（下圖） Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 等離子結(jié)構(gòu)可以使表面最大化，同時(shí)在表面形成一個(gè)活性層，這樣塑料就能夠進(jìn)行粘合、印刷操作。 Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 5179

21、3931 Fix: 51793933 Home Page: PTFE混合物的刻蝕混合物的刻蝕 PTFE混合物的刻蝕必須十分仔細(xì)地進(jìn)行，以免填充物被過度暴露，從而削弱粘合力。處理氣體可以是氧氣、氫氣和氬氣。可以應(yīng)用于PE、PTFE、TPE、POM、ABS和丙烯。 Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 四、塑料、玻璃和陶瓷的表面活化和清潔四、塑料、玻璃和陶瓷的表面活化和清潔 塑料、玻璃、陶瓷與聚丙烯

22、、PTFE一樣是沒有極性的，因此這些材料在印刷、粘合、涂覆前要進(jìn)行處理。同時(shí)，玻璃和陶瓷表面的輕微金屬污染也可以用等離子方法清潔。等離子處理與灼燒處理相比不會(huì)損害樣品。同時(shí)還可以十分均勻地處理整個(gè)表面，不會(huì)產(chǎn)生有毒煙氣，中空和帶縫隙的樣品也可以處理。 不需要用溶劑進(jìn)行預(yù)處理 所有的塑料都能應(yīng)用 具有環(huán)保意義 占用很小工作空間 成本低廉 等離子表面處理的效果可以簡(jiǎn)單地用水來(lái)驗(yàn)證，處理過的樣品表面完全被水潤(rùn)濕。長(zhǎng)時(shí)間的等離子處理（大于15分鐘），材料表面不但被活化還會(huì)被刻蝕，刻蝕表面具有最大潤(rùn)濕能力。常用的處理氣體為：空氣、氧氣、氬氣、氬氫混合氣體、CF4等 Room1017,Huabao Pla

23、za No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 五、等離子涂鍍五、等離子涂鍍 聚合聚合 在涂鍍中兩種氣體同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)艙，氣體在等離子環(huán)境下匯聚合。在涂鍍中兩種氣體同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)艙，氣體在等離子環(huán)境下匯聚合。這種應(yīng)用比活化和清潔的要求要嚴(yán)格一些。典型的應(yīng)用是保護(hù)層的形成，這種應(yīng)用比活化和清潔的要求要嚴(yán)格一些。典型的應(yīng)用是保護(hù)層的形成，應(yīng)用于燃料容器、防刮表面、類似應(yīng)用于燃料容器、防刮表面、類似PTFE材質(zhì)的涂鍍、防水涂鍍等。材質(zhì)的涂鍍、防水涂鍍等

24、。涂鍍層非常薄，通常為幾個(gè)微米，此時(shí)表面的親和力非常好。涂鍍層非常薄，通常為幾個(gè)微米，此時(shí)表面的親和力非常好。 常用的有常用的有3種情況種情況 防水涂鍍防水涂鍍環(huán)己物環(huán)己物 類似類似PTFE材質(zhì)的涂鍍材質(zhì)的涂鍍-含氟處理氣體含氟處理氣體 親水涂鍍親水涂鍍-乙烯醋酸乙烯醋酸 Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 6113BeforePower : 300 WPower : 300 WSpeed :

25、 130 mm/secSpeed : 130 mm/secAfterLCD Glass Cleaning Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: Acryl sheetPC(poly carbonate)Silicon sheetPE(poly etylene)Power : 200 WPower : 200 WSpeed : 20100 mm/secSpeed : 20100 mm/secVar

26、ious Material treatment Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: Wafer PRWafer PRAFM tipAFM tipLCD PILCD PIMEMS sensor MEMS sensor 有機(jī)物有機(jī)物AshingRoom1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201

27、101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 應(yīng)用范圍 : 重金屬(Au, Ag, Pd)的表面還原 長(zhǎng)時(shí)間放置產(chǎn)品的表面還原處理前處理后ReductionRoom1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Te

28、l: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 低真空低真空 PLASMA : 10-1 -2 (0.10.01 Torr) 1. Polymer 系列系列 : PBGA, CABGA, MMC, Micro BGA, FLIP CHIP Camera module, Chip LED, Top view LED PCB Soldering, Gold Plating 2. Glass系列系列 : LCD, PDP, OLED, Touch Panel, Lens中真空中真空 PLASMA : 10-3 -4 (0.010.0001Torr) 1. Copper Le

29、ad frame : TQFP,QFP,LTCC, PLCC 2. Ceramics :LTCC, PGA, FLIP CHIP 3. Hard Metal : Super BGA, Flex BGA, TA BGA, Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: 1.1.電極設(shè)計(jì)技術(shù)電極設(shè)計(jì)技術(shù)2.2.試料試料 Loading Loading 方法方法3.3.真空度真空度4.4.Gas Gas 種類種

30、類5.5.Plasma Plasma 處理時(shí)間處理時(shí)間6.6.Power Power 種類及量種類及量7. 7. 清洗過程的溫度清洗過程的溫度影響等離子清洗效果的因素影響等離子清洗效果的因素Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: Dual Chamber Direct Plasma ( VSP- 88D Pro )PRODUCT APPLICATION High through put with

31、dual chamber each 6 lane transferring & short cycle time- Max 1200 Strip/Hr ( Below 45mm width Substrate )- Yield Improvement with excellent plasma cleaning quality/uniformityPRODUCT FEATURES High UPH with excellent uniformity Full automatic operation easy operation Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hon

32、gxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: PRODUCT SPECIFICATION power source : RF Generator ,13.65MHz , 1000watts Vacuum pump : 2 800 L/min oil rotary pump 【 option : Dry pump 】 Gas flow controller : 1 mass flow controller for standard/Chamber 【 option :

33、Addition MFC ( O2 or other gas ) 】 Substrate width Max 82 mm : 4 lanes /Chamber : 800 strip/Hr ( adjustable 3382mm )Max 62 mm : 5 lanes /Chamber : 1000 strip/Hr ( adjustable 3362mm )Max 45 mm : 6 lanes /Chamber : 1200 strip/Hr ( adjustable 3345mm )Available 13 lanes for wide PCB/substate over 82mm w

34、idth Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: System dimension : W 1700 H1700 D1200 mm Chamber dimension External : W 320 H113 D585 mm Chamber dimension internal : W 280 H71 D430 mm ( Plasma area ) Utility : 220VAC , 3Pha

35、se , Air 46 kgf/cm2 PC based main control & Touch screen : C+ Language Custom design is available depends on integration / applicationBall share Strength & CPKRoom1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: Adhesion values are i

36、ncreased by 89 times after Plasma processWire Pull Strength &CPK depends on Substrate PositionRoom1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: Plasma Cleaning System VSP 88HRoom1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang Distri

37、ct, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: PRODUCT SPECIFICATION power source : RF Generator ,13.65MHz , 600watts Vacuum pump : 1500 L/min oil rotary pump with 300 m3/h Gas flow controller : 1 mass flow controller for standard/Chamber System dimension : W 1200 H1850 D1000 mm Cha

38、mber dimension internal : W 600 H530 D640 mm Utility : 220VAC , 3Phase , 25A, Air 46 kgf/cm2 PC based main control & Touch screen : C+ Language Custom design is available depends on integration / application Weight 400kg Room1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 2011

39、01Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: Feature Adopted the Stainless Steel materials for Vacuum Chamber and the special insulating method in order that Power transmits to only target material Designed with vertical loading method to prevent the damage of bonded wires when operator loads target mat

40、erials to shelf Increased about 20% points of cleaning capability better than the existing equipment developing the Vertical Shelf for slot magazine Adopted the Swing Door rather than Up/Down method to guarantee the safety of the operator Designed to make the cleaning state uniform the nozzle to the

41、 front side of door Installed the vacuum pump to the inside of equipment for 5S and mounted the plate with wheel to easily moveRoom1017,Huabao Plaza No.3065 Hongxin Rd, Minhang District, Shanghai China 201101Tel: 51793931 Fix: 51793933 Home Page: Inline Direct Plasma Cleaning System VSIP 88DRoom1017,Huabao Plaza No.3065 Ho