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等离子清洗机常见气体辉光颜色及辉光产生原因

文章出处:本站 | 网站编辑:深圳纳恩科技有限公司| 发表时间:2022-11-14
等离子体清洗机中通入气体时,电极板所生成的高压会在工作腔内生成强电场,电子在电场作用下加速并与气体分子发生碰撞,气体分子中的电子将不再沿初始轨道运动。当碰撞的电子能量较低时仅会使气体分子中的电子跃迁至较低能级,跃迁过程中多余的能量将以辉光的形式释放,这个过程被称为退激,产生的辉光被称为等离子体辉光。不同的气体在电子跃迁过程中释放出的光波长都不一样,释放的辉光颜色也就不一样。下面是常见气体在等离子清洗机中辉光的颜色。

氧气
氧气是等离子清洗常用的活性气体,属于物理+化学的处理方式,电离后产生的离子体能够对表面进行物理轰击,形成粗糙表面。同时高活性的氧离子能够与被断键后的分子链发生化学反应形成活性基团的亲水表面,达到表面活化的目的;被断键后的有机污染物的元素会与高活性的氧离子发生化学反应,形成CO、CO2、H2O等分子结构脱离表面,达到表面清洗的目的。
氧气辉光颜色
氧气等离子体辉光颜色
氧气主要应用于高分子材料表面活化及有机污染物去除,但不适用于易氧化的金属表面。真空等离子状态下的氧等离子呈现淡蓝色,部分放电条件下类似白色。放电环境光线比较亮,肉眼观察时可能会出现看不到真空腔体内有放电的情况。
氩气
氩气是一种惰性气体,电离后产生的离子体不会与基材发生化学反应,在等离子清洗中主要被应用于基材表面的物理清洗及表面粗化,最大的特点就是在表面清洗中不会造成精密电子器件的表面氧化。正因如此,氩等离子清洗机在半导体、微电子、晶圆制造等行业被广泛应用。
氩气辉光颜色
氩气等离子体辉光颜色
氩气在真空等离子清洗机中被电离所产生的等离子体呈暗红色。在相同的放电环境下,氢气和氮气所产生的等离子体颜色都是呈红色,但氩等离子体的亮度会低于氮气且高于氢气,呈现出深红色,还是比较好区分的。

氢气
氢气与氧气类似,属于高活性气体,可以对表面进行活化及清洗。氢气与氧气的区别主要是反应后形成的活性基团不同,同时氢气具有还原性,可用于金属表面的微观氧化层去除且不易对表面敏感有机层造成损坏。所以在微电子、半导体及线路板制造行业使用较广。
氢气辉光颜色
氢气等离子体辉光颜色
因氢气为危险性气体,未被电离时与氧气汇合会发生自爆,所以在等离子清洗机中通常是禁止两种气体混合使用的。真空等离子状态下氢等离子呈红色,与氩等离子类似,在相同的放电环境下比氩等离子颜色略深。

氮气
氮气电离形成的等离子体能够与部分分子结构发生键合反应,所以也是一种活性气体,但相对于氧气和氢气而言,其粒子比较重,通常情况下在等离子清洗机应用中会把此气体界定在活性气体氧气、氢气与惰性气体氩气之间的一种气体。在清洗活化的同时能够达到一定轰击、刻蚀的效果,同时能够防止部分金属表面出现氧化。氮气与其他气体组合形成的等离子体通常会被应用于一些特殊材料的处理。真空等离子状态下氮等离子也是呈红色,在相同的放电环境下,氮等离子会比氩等离子和氢等离子更亮一些。
氮气辉光颜色
氮气等离子体辉光颜色
所谓起辉,指的是气体原子的核外电子受到激发后跃迁至高能级,并在弛豫的过程中生成光量子,产生辉光的现象。不同气体通入等离子清洗机中所产生的辉光颜色不尽相同,例如氩气的辉光为深红色,氦气的辉光为紫红色而氮气辉光为橙红色,这通常是由气体分子本身能带差异所决定的。
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