等離子清洗一般是利用激光、微波、電暈放電、熱電離、弧光放電等多種方式將氣體激發(fā)成等離子狀態(tài)。
在等離子清洗應(yīng)用中,主要是利用低壓氣體輝光等離子體。一些非聚合性無機(jī)氣體(Ar2、N2、H2、O2等)在高頻低壓下被激發(fā),產(chǎn)生含有離子、激發(fā)態(tài)分子,自由基等多種活性粒子。一般在等離子清洗中,可把活化氣體分為兩類,一類為惰性氣體的等離子體(如Ar2、N2等);另一類為反應(yīng)性氣體的等離子體(如O2、H2等)。這些活性粒子能與表面材料發(fā)生反應(yīng),其反應(yīng)過程如下:
電離——?dú)怏w分子——激發(fā)——激發(fā)態(tài)分子——清洗——活化表面
等離子產(chǎn)生的原理如下
從上圖可以看出,給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,區(qū)域內(nèi)氣體在交變電場的激蕩下,產(chǎn)生等離子體。活性等離子對(duì)被清洗物進(jìn)行表面物理轟擊與化學(xué)反應(yīng)雙重作用,使被清洗物表面物質(zhì)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。
等離子清洗的清洗過程從原理上分為兩個(gè)過程
過程1為:有機(jī)物的去除
首先是利用等離子的原理將氣體分子激活:
O2→ O + O+2e-,?O+ O2 → O3,?O3 → O + O2
然后利用O,O3與有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng),達(dá)到將有機(jī)物排除的目的:
有機(jī)物+ O,O3→ CO2 + H2O
過程2為:表面的活化
首先是利用等離子的原理將氣體分子激活:
O2→ O + O+2e-,?O+ O2 → O3,?O3 → O + O2
然后利用O,O3含氧官能團(tuán)的表面活化作用,來改善材料的粘著性和濕潤性能,其反應(yīng)為:
R?+O?→RO?
R?+O2→ROO?
在實(shí)際使用中,考慮到生產(chǎn)成本及實(shí)際使用穩(wěn)定性,一般使用凈化的ADC(壓縮空氣)、O2、N2,只有在一些特殊場合才使用氬氣。這是利用等離子體中的氧氣的游離基的運(yùn)動(dòng)使表面達(dá)到親水基化。當(dāng)形成這一親水基時(shí),等離子氧游離基與基板表面的碳結(jié)合生成CO2,從而除去有機(jī)物質(zhì)。
等離子清洗技術(shù)能夠清除金屬、陶瓷、塑料、玻璃表面的有機(jī)污染物,可以明顯改變這些表面的粘接性及焊接強(qiáng)度。離子化過程能夠容易地控制和安全地重復(fù)實(shí)現(xiàn)??梢哉f,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,等離子技術(shù)也是目前最理想的技術(shù)。通過表面活化,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、潤滑性、耐磨性。
等離子清洗在COG-LCD組裝技術(shù)中的應(yīng)用
LCD的COG組裝過程,是將裸片IC貼裝到ITO玻璃上,利用金球的壓縮與變形來使ITO玻璃上的引腳與IC上的引腳導(dǎo)通。由于精細(xì)線路技術(shù)的不斷發(fā)展,目前已經(jīng)發(fā)展到生產(chǎn)Pitch為20μm、線條為10μm的產(chǎn)品。這些精細(xì)線路電子產(chǎn)品的生產(chǎn)與組裝,對(duì)ITO玻璃的表面清潔度要求非常高,要求產(chǎn)品的可焊接性能好、焊接牢固、不能有任何有機(jī)與無機(jī)的物質(zhì)殘留在ITO玻璃上來阻止ITO電極端子與IC BUMP的導(dǎo)通性,因此,對(duì)ITO玻璃的清潔顯得非常重要。在目前的ITO玻璃清潔工藝中,大家都在嘗試?yán)酶鞣N清洗劑(酒精清洗、棉簽+檸檬水清洗、超聲波清洗)進(jìn)行清洗,但由于清洗劑的引入,會(huì)導(dǎo)致由于清洗劑的引入而帶來其他的相關(guān)問題,因此,探索新的清洗方法成為各廠家的努力方向。通過逐步的試驗(yàn),利用等離子清洗的原理來對(duì)ITO玻璃進(jìn)行表面清潔,是比較有效的清潔方法。
在對(duì)液晶玻璃進(jìn)行的等離子清洗中,使用的活化氣體是氧的等離子體,它能除去油性污垢和有機(jī)污染物粒子,因?yàn)檠醯入x子體可將有機(jī)物氧化并形成氣體排出。它的唯一問題是需要在去除粒子后加入一個(gè)除靜電裝置,其清洗工藝如下:
吹氣--氧等離子體--除靜電
通過干式洗凈工藝后的LCD及其電極端子ITO,潔凈度、粘結(jié)性得到大大改善。