低温等离子清洗机在微电子领域得到了广泛的应用,但是在绝大数条件下,等离子体的产生需要在低气压条件下实现,真空等离子清洗机设备价格昂贵、真空环境操作的复杂性大大地限制了其在其他领域的广泛应用。为了摆脱对真空环境的依赖,大气等离子清洗机的出现解决了这一问题。
大气压冷等离子体是在约101.325kPa下的气体环境中产生的非平衡态等离子体。由于放电冷离子体的特殊性,它们都很难达到热平衡态,电子温度远大于离子温度,形成低温非平衡态等离子体。等离子体在大气压开放环境条件下的产生和应用,使得等离子体自身的产生变得简单、设备的制造和维护成本大大降低。同时,等离子体源具有更好的移动性,在进行材料处理、辅助机械加工过程中更易于操作。两种常见的大气等离子清洗机大气等离子清洗机工作原理
图1为大气等离子清洗机工作原理示意图,其主要由电源系统、等离子喷枪系统及气源系统三部分组成。当交流高压电源以几kHz,数kV输出时,在棒状电极末端,距离金属喷嘴最近的地方易形成极高电场,出现尖端放电;工作气体在这个区域被交流高压电源充分电离,产生等离子体;并随着工作气体的不断涌入,等离子体被吹出喷嘴,形成一段距离有限且发光的等离子体射流,伴随嘶嘶声。
图1 大气等离子清洗机工作原理示意图(1)电源系统
等离子体放电所使用的电源可为射频电源、高压直流电源、低频交流电源等。而高压直流电源需要较为复杂的阻抗匹配,射频电源会产生较强的电场辐射,需要对设备进行电磁屏蔽。因此,大气等离子清洗机大都选用低频交流电源作为电源系统。
低温等离子体电源由接触调压器和交流电源两部分组成。交流电源的输出频率为30~100kHz,中心频率60kHz,输出电...