等離子清洗去除銅（Cu）表面氧化物
文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2023-08-25
由于銅具有良好的導熱性、導電性和較低的價格，因此廣泛應用于電器設備。然而，暴露在空氣中時，銅表面易氧化，從而降低其導電性能和機械性能。Cu易發(fā)生表面氧化，形成CuO及Cu2O等氧化物，處理Cu表面的氧化物，常用的去除方法包括酸處理及等離子體處理。
酸清洗溶液一般選擇稀硫酸，為了避免強酸溶液中的水對銅表面造成不利影響，也會使用一些氣態(tài)或液態(tài)的弱有機酸(甲酸和乙酸)，來進行銅表面改性，達到去除氧化物的目的。
等離子清洗去除銅表面氧化物
等離子體清洗原理等離子體清洗一般是利用工作氣體電離產(chǎn)生的高能非平衡等離子體對材料進行清洗處理，通過與材料表面的臟污產(chǎn)生一系列物理與化學作用，從而將這些污物去除。
等離子體清洗可以通過提高表面能來激活銅表面，且不會產(chǎn)生廢物而造成二次氧化和污染。常用的等離子體清洗氣體包括Ar、O2、N2和NH3等，使用N2和NH3等離子體處理銅表面時，易生成氮化銅薄膜，其化學和機械穩(wěn)定性高，難以去除。因此選擇Ar(5%H2)等離子體來處理銅表面，其工作原理如圖1-1所示。在等離子清洗設備的腔體內(nèi)存在高頻交變電磁場，氬等離子體在電場作用下加速產(chǎn)生動能，轟擊銅表面，對銅表面進行物理清洗，使銅表面污染物中的大分子化學鍵斷裂，污染物氣化為小分子物質(zhì)，并使用N2將其抽離，如圖1-1(b)所示。同時，氬離子撞擊氫氣分子，增加氫等離子體數(shù)量，進行銅表面的化學清洗。此外，在高頻電磁場作用下，氫氣分子經(jīng)過輝光放電方式，生成氫等離子體、電子、各種氫離子、氫原子等。其中，氫原子與銅表面的氧化物發(fā)生還原反應，去除氧化層并激活銅表面，如圖1-1(c)和(d)所示。
圖 1-1 Ar(5% H 2 )等離子體工作原理：(a)等離子體處理前；(b)處理污染物；(c)處理氧化層；(d)激活表面
采用納恩科技等離子清洗機對制作的Cu樣品進行Ar(5%H2)等離子體處理，功率為200W，氣流量為200sccm，時間為60s。處理前后分別使用接觸角分析儀測量Cu樣品表面的接觸角大小，其結(jié)果如圖2-1所示。未處理時，Cu樣品表面與去離子水的接觸角達到29°，而處理后其接觸角降至7°，這表明Cu表面的親水性已得到有效提高。
圖1-2 等離子體處理前后銅表面的接觸角
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