判斷Plasma等離子清洗效果,方法都有哪些?
等離子清洗機(plasma cleaner)也叫等離子清潔機,或者等離子表面處理儀,是一種全新的高科技技術,利用等離子體來達到常規(guī)清洗方法無法達到的效果。等離子體是物質的一種狀態(tài),也叫做物質的第四態(tài),并不屬于常見的固液氣三態(tài)。對氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子狀態(tài)。等離子體的“活性”組分包括:離子、電子、原子、活性基團、激發(fā)態(tài)的核素(亞穩(wěn)態(tài))、光子等。等離子清潔機就是通過利用這些活性組分的性質來處理樣品表面,從而實現(xiàn)清潔、涂覆等目的。
等離子清洗機的應用已經(jīng)非常非常廣泛,汽車制造、手機制造、玻璃光學、材料科學、電子電路、印刷造紙、塑料薄膜、包裝技術、醫(yī)療醫(yī)用、紡織工業(yè)、新能源技術、航天軍工、手表首飾等等。
那么,有哪些方法可以判斷Plasma等離子清洗機做表面處理的效果呢?
1、水滴角測試
水滴角測試是測試等離子體對產(chǎn)品有無處理效果的方法之一,水滴角測試可以體現(xiàn)出等離子對產(chǎn)品處理是否有效果,但不能夠*依靠此結果判斷是否已經(jīng)達到處理要求,特別是在去除Particle的工藝中,水滴角是無法測試出Particle是否被去除的。
水滴角測量儀(接觸角測量儀)
不同材質的產(chǎn)品,等離子處理前和處理后的水滴角是不同的,這取決于被處理材質的分子或組織結構,不同材質其初始表面能是*不同的,經(jīng)等離子處理后其表面發(fā)生的反應也不相同,所以處理后的角度也是不統(tǒng)一的,特別是有機材料。
無機材料等離子處理時,其主要作用是清除表面油污、粗化表面等,其他影響因素較少,所以經(jīng)處理后的表面通常是變化比較大的,如表面光滑清潔,經(jīng)等離子處理后通常都能達到20°以下。
硅晶圓處理前41.83℃ 硅晶圓處理后12.54℃
有機材料種類繁多,其分子結構非常復雜,且難以做到*統(tǒng)一。比如同樣是PP材質,生產(chǎn)過程中管控不統(tǒng)一,所形成的分子結構也會有所區(qū)別,如果添加了不同色母或其他填充物,那么其結構就更復雜了,初始的表面能也會有較大的變化。從以上的舉例中我們也可以看到,不同的材料,其水滴角的初始角度和處理后的角度都是有很大區(qū)別的,尤其是一些成分較多的復合材料,其中含F(xiàn)的材料是難處理的。
水滴角是一種量化處理效果比較簡單的方式,但需要根據(jù)被處理產(chǎn)品材質的特點及實際使用要求,制定合理的測試方案。如是去除Particle的清洗,不建議使用水滴角測試去評測是否清洗干凈,水滴角是無法體現(xiàn)是否去除Particle的,只能判斷出是否提高了表面能,而且需要去除Particle的表面基本都是光滑清潔的表面,等離子處理后水滴角基本都是在20°以下。
注意:水滴角測試需統(tǒng)一每次測試的水滴大小,并確保測試用水無較大變化。
2、達因筆測試
達因,表面張力[英dyne]的單位,物體表面能的大小單位,達因值小,物體表面能低,達因值大,物體表面能大,表面能越大,吸附性越好,粘接和涂覆效果越佳;
達因筆可以直接測試物體表面能量的大小,使用方便可靠。
3、SEM掃描
電子掃描電鏡的簡稱,可以將物體表面放大到幾千倍,將分子結構的微觀圖片拍攝出來。
4、紅外線掃描
利用紅外線測試設備,能測試出工件經(jīng)過等離子處理前后,工件表面極性基團和元素成份組合狀況。
5、拉力(推力)測試
對于用于粘接的產(chǎn)品來講,這種方法是可靠的。
6、高倍顯微鏡觀察法
適用于要求去除Particle的相關產(chǎn)品。
7、切片法
適用于續(xù)作切片觀察的行業(yè),例如PCB和FPC加工行業(yè),通過制作切片,利用晶相顯微鏡觀察和測量線路板孔內的刻蝕效果。
8、稱重法
尤其適合檢測等離子對材料表面進行刻蝕和灰化后的效果,主要目的是驗證等離子處理設備的均勻性,這是比較高的指標,一般國內設備均勻性都不夠理想。