真空等离子清洗机与大气等离子清洗机区别对比


 大气等离子清洗机和真空等离子清洗机主要区别在于产生等离子体及维持条件的关键在于是否存在真空系统。从当前的实际情况看,大气等离子体的实现条件简单,设备制造及维护成本都比真空等离子体低,且离子源具有可移动性;无需真空系统意味着等离子体材料加工便捷,被加工材料的尺寸不受真空腔室的限制,整个工艺流程实现了自动化连续性生产,大大节约了时间成本,进一步降低了等离子体材料的加工成本。

大气等离子清洗机与真空等离子清洗机的主要区别见表一


设备类型 真空等离子清洗机 大气等离子清洗机
外观 等离子体在真空腔体内产生,需要使用真空泵维持特定真空度 电浆产生后喷出,直径与笔相当;可排成阵列或以马达带动旋转
生产方式 批次式,亦可做成连续式 但成本大幅提高 连续式,通常与滑台或机械手臂搭配使用
使用气体 任何气体都可以 N2、O2、air 为主,可混入其他气体,但需 注意废气处理问题
气体用量 <1L/min 約 10-30L/min
等离子体有效范围 等离子体电极产生充满整个腔体 等离子体在电极间产生后被气流带出,有效范围 2~80mm
静电问题 没有静电损伤问题 喷嘴经特殊设计后没有静电击伤问题
适合材料 无限制 无限制
工件尺寸 中小尺寸, 尺寸愈大,真空腔体就愈 大,设备造价将大幅提高 无限制
真空等离子清洗机与大气等离子清洗机对比(表一)

除了表一所列差异外,真空等离子清洗机由于密闭腔体容易控制气氛,可以得到较纯的等离子体。且因为压力低,等离子体可以扩散的距离较远,等离子体因碰撞所损失的能量也较小,因此真空等离子清洗机有较好的处理效率;由于压力够低,sputter效应也有助于提高清洁速度,甚至可以去除无机污染物。密闭的环境及所需气体用量少,因此可以使用特殊气体、增加制程弹性及更广的应用范围(表二)。因此对于产品品质要求较高、需要使用特殊气体、产品单价较高、产品形状较複杂(3D)、或产量较小的工件,建议采用真空等离子清洗机。

大气等离子清洗机相较于真空等离子清洗机:(1)等离子体范围较集中于电极,(2)加上大气压下因为碰撞较频繁,有相当大比例的等离子体能量转换成热,需要使用较大量的气体冷却电极,并提高通过电极的等离子体流速,将等离子体中活性物质快速带到被处理物表面,因此大气等离子体一般都使用较便宜的气体如乾淨空气(CDA)或氮气(N2)。由于大气等离子清洗机没有真空腔体的限制且等离子喷头占地面积小,容易与自动化产线结合成In-line方式,大量处理工件,省下可观的人力费用,更能节省因为搬运工作衍生破片造成的良率问题。对于产量大、需要in-line处理、平面型工件及面积较大的工件建议採用大气等离子清洗机。

除了以上区别,真空等离子清洗机由于可以通入更多反应气体,工艺参数可控范围大,所以真空等离子清洗机应用范围较大气等离子清洗机更广。

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