等离子清洗机种类繁杂,难于统一分类 。本文以半导体封装、LED 封装支架清洗为例进行分类 :按照作业模式,可以分为在线式(on line)和离线(off line)两种。
在线式是一种自动传送的设备,直接串在原设备上(如自动焊线机前端),在传送的同时完成等离子清洗 ;由于是单片式清洗,同时清洗后直接进行后续作业,效果
非常好,但效率低,成本高,只能适用于对制造成本不敏感的高端产品 ;
离线式是最常见的一种设备,将需要清洗的支架置于料盒中,以料盒为单位进行批量清洗,优点是产量大,成本低,是主流清洗方式。

电极结构
按照电极结构区分,可以分为平板式和鼠笼式。平板式是指一组或多组平行电极,如图 2 所示 ;鼠笼式是指非平行式电极设计,如下图所示,设计的目的改善清洗的均匀性,
提高腔体空间利用率。

等离子清洗机不同工艺对处理效果的研究
工艺时间
固定其它工艺条件,只改变工艺时间,记录水滴角数据,得到图 7 所示的曲线。
可以看到,随着工艺时间加长,水滴角会下降,但当时间过了饱和点后,水滴角不再继续下降;如果工艺时间太长,不仅影响效率,还会导致温升增加,表面容易发黄。

射频功率
固定其它工艺条件,只改变射频功率,记录水滴角数据,得到下图的曲线。
从图中可以发现 :加大射频功率可以减小水滴角,改善均匀性,但功率受限于设备硬件;另外,如果功率太大,容易引起局部支架发黄(等离子浓度太高)。

工艺气体流量
固定其它工艺条件,只改气体流量,记录水滴角数据,得到的数据。
从表中可以发现 :随着气体流量的增大,水滴角加大,清洗效果变差(均匀性差异不明显);很大可能是因为气体流量加大后,腔室的真空度降低导致的。

真空压力
等离子清洗机真空压力控制方式通常有恒流 & 恒压式(工艺气体流量恒定,通过蝶阀角度控制或泵组频率调整实现恒压)、恒流式(工艺气体流量恒定,真空压力只做上限
控制)、混合式(通过调节工艺气体流量实现压力控制)三种。
第一种最稳定,但设备结构复杂,成本高,一般只有半导体晶圆制造工序选用 ;
第二种最常见,实际真空会随着泵组能力而变化,新泵抽真空能力强,清洗效果较好 ;随着时间推移,泵抽速下降,清洗效果变差 ;
第三种运行稳定性不好,不仅压力不稳定,工艺气体流量也在变化,工艺稳定性难以保证。

电极结构
为验证两种电极结构对清洗效果的影响,我们选两种不同电极结构的设备 :平板式电极 ;鼠笼式电极;
取相同实验材料,分别找到两种设备的最佳工艺条件进行实验,从数据可以发现,鼠笼式的水滴角和均匀性都优于平板式。
