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等離子清洗機對產品進行產品處理時會出現產品變色的情況出現,尤其是在半導體封裝鍵合元器件上出現的頻率很大。今天就讓我們來分析一下是什么原因導致了等離子清洗后產品變色。
等離子體被稱為“物質的第四態”。我們通常認知和接觸的物質狀態有三種:氣態、液態和固態,同一種物質所含能量不同時,會在三種狀態之間相互轉換,z低能量狀態是固態,固態吸收能量轉化成液態,液態吸收能量轉化成氣態,氣態是三個狀態中能量高的。氣態物質吸收更多的能量,就會產生物質的第四態,也就是等離子體。等離子體呈電中性,由電子、離子、光子和中性粒子組成,其中電子和正離子的數量基本相等,但等離子體并是穩定的物質狀態,當使其電離的能量消失,各種粒子會重新結合,形成原來的氣態分子。
低溫等離子體中存在著大量種類繁多的活性粒子,它們比通常的化學反應所產生的活性粒子活性更強、種類更多,這些活性粒子很容易和材料表面發生反應,因此常被用來對材料表面進行清洗或改性。
等離子體清洗的機理主要是與材料表面發生反應,這種反應分為兩種:一種是粒子的化學作用,主要是自由基活性粒子;另一種是粒子的物理作用,主要是正離子和電子。
氣體放電產生的等離子體中有電子、正離子、亞穩態的分子和原子等,當被清洗間浸沒到等離子中時,等離子體中的化學活性粒子就與材料表面的污染物發生化學反應,如果是氫離子,反應為還原反應;如果是氧離子,則發生氧化反應。
導致等離子清洗產品變色原因及解決辦法如下:
被清洗件表面變色的主要原因有兩點,一是因射頻頻率、功率選擇不當,導致零件整體溫度過高,造成材料變性或整體氧化;二是因零件形狀復雜,等離子體在零件局部形成了熱點,導致局部溫度過高,造成局部變性或氧化。
總的來說變色是由于產品表面被氧化導致,解決辦法如下:如果產品易被氧化,一般可以充入氬氣和氫氣的混合氣體, 把氫氣比例控制在一定范圍內,兼顧安全性和效率的平衡,易被氧化的產品,應該避免清洗腔室有氧氣的存在,可以通入氫氣將氧氣還原掉。此外功率過大溫度過高導致的產品變色,可以適當調整降低功率,將其控制在一個合適的范圍內。