Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Plasmaaktivierung, Plasmaätzen


von Arsch N. (arschnelson)


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Hallo liebe Leute,

wir haben im Unternehmen eine Maschine angeschafft, mit der es möglich 
ist Niederdruckplasmen zu erzeugen.
Sie soll vor dem Vakuumverguss eingesetzt werden in der Hoffnung, dass 
sich die Vergussmasse besser mit den Materialien verbindet.

Der Hersteller hält sich bei der richtigen Konfiguration der Maschine 
etwas bedeckt. Ebenso ist es schwierig im Internet Erfahrungen zu 
finden. Es bleibt also nichts anderes übrig über Versuche selbst 
Erfahrungen zu sammeln.

Über die Maschine haben wir die Möglichkeit ein Plasma aus industriellen 
Sauerstoff oder aus Tetraflourmethan zu erzeugen. Es kann die Wattzahl 
der Mikrowelle und die Menge des Gases variiert werden.

Nun meine Frage: gibt es hier jemanden, der Erfahrungen mit der 
Plasmaaktivierung hat? Vllt jemand der ebenfalls so eine Maschine vor 
dem Vakuumverguß einsetzt? Wenn ja, da bin ich für jeden Ratschlag zum 
Thema, Menge des Gases, Dauer und Höhe der Wattzahl bei der Mikrowelle 
dankbar.

Vielen Dank und liebe Grüße

P.S.: Wenn es das falsche Forum ist, dann bitte verschieben.

: Verschoben durch User
von Zonk (Gast)


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Wie groß ist denn die Prozesskammer? Welchen Maximalen Flow lassen denn 
die MFCs zu? Wie groß ist die RF Leistung der Generatoren? In der 
Halbleiterei wird ja auch mit Plasma geätzt, nur sind dort naturgemäß 
die Anforderungen etwas anders.

von Nemesis (Gast)


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Arsch N. schrieb:
> Der Hersteller hält sich bei der richtigen Konfiguration der Maschine
> etwas bedeckt.

Wenn ihr gutes Geld bezahlt habt, dann kann man auch ordentliche
Anleitungen erwarten, oder wollen die für ne Schulung noch extra
Geld? Wenn noch keine Rechnung bezahlt wurde, wäre doch ein
Druckmittel vorhanden.

> Ebenso ist es schwierig im Internet Erfahrungen zu
> finden.

Kommt drauf an, seit wann die Maschine am Markt ist.
Wenn man dann nicht mal Hersteller und Typ nennt, wie
soll euch da dann einer helfen?

> Es bleibt also nichts anderes übrig über Versuche selbst
> Erfahrungen zu sammeln.

Auch eine Möglichkeit Geld zu verbrennen.

von Flip B. (frickelfreak)


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Viel erfahrung nicht. Aber das ist auch svhwierig, weil es so viele 
variablen gibt. Am besten ist wirklich testen. dazu eignen sich 
testflüssigkeiten unterschiedlicher oberflächenspannung. Die 
zusammenhänge werden dir schnell klar und nur du kannst das perfekte 
rezept für deine Werkstoffe finden.

: Bearbeitet durch User
von Zonk (Gast)


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Das CF4 wird in freie Radikale gespalten, die Fluor-Ionen ätzen wie 
Flussäure Oxidschichten und Metalle.
Der atomare Sauerstoff brennt alles Organische weg.
Mit CF4 entfernst du chemisch innerte Oxidschichten. Auch Siliziumoxid 
und Aluminiumoxid, denen du außer mit Flussäure kaum beikommen kannst.
Du bekommst damit verschmutzte Metalloberflächen blank.
Mit O2 entfernst du organische Verunreinigungen, wie Öl- und Lackreste, 
Fingerabdrücke usw.
Mit O2 und einem ca. 10-25% Anteil von CF4 als Booster brennst du 
organisches Zeugs runter und entfernst dann gleich noch die 
Oxidschichten.
Als Innendruck in der Prozesskammer würde ich so um die 5 mT für erste 
Versuche anpeilen. Den Plasmagenerator würde ich nicht vonn Null auf 
Hundert einschalten, wenn es nicht explizit erlaubt ist, sondern 33%, 
nach 3-5s auf 66% und dann nach weiteren 3-5s auf 100%. Bei induktiver 
Einkopplung der RF kann es ansonsten in der Matcher-Box zu Überschlägen 
kommen, wenn man gleich vonn Null auf Hundert geht. Dann brennt zunächst 
noch kein Plasma und die Spannung steigt fast ins Uferlose. Mit 
Mikrowelleneinkopplung habe ich keine Erfahrung, aber ein Ramp kann 
scherlich nicht schaden :-)

von Arsch N. (arschnelson)


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Zonk schrieb:
> Das CF4 wird in freie Radikale gespalten, die Fluor-Ionen ätzen wie
> Flussäure Oxidschichten und Metalle.
> Der atomare Sauerstoff brennt alles Organische weg.
> Mit CF4 entfernst du chemisch innerte Oxidschichten. Auch Siliziumoxid
> und Aluminiumoxid, denen du außer mit Flussäure kaum beikommen kannst.
> Du bekommst damit verschmutzte Metalloberflächen blank.
> Mit O2 entfernst du organische Verunreinigungen, wie Öl- und Lackreste,
> Fingerabdrücke usw.
> Mit O2 und einem ca. 10-25% Anteil von CF4 als Booster brennst du
> organisches Zeugs runter und entfernst dann gleich noch die
> Oxidschichten.
> Als Innendruck in der Prozesskammer würde ich so um die 5 mT für erste
> Versuche anpeilen. Den Plasmagenerator würde ich nicht vonn Null auf
> Hundert einschalten, wenn es nicht explizit erlaubt ist, sondern 33%,
> nach 3-5s auf 66% und dann nach weiteren 3-5s auf 100%. Bei induktiver
> Einkopplung der RF kann es ansonsten in der Matcher-Box zu Überschlägen
> kommen, wenn man gleich vonn Null auf Hundert geht. Dann brennt zunächst
> noch kein Plasma und die Spannung steigt fast ins Uferlose. Mit
> Mikrowelleneinkopplung habe ich keine Erfahrung, aber ein Ramp kann
> scherlich nicht schaden :-)

Das sind doch schonmal ordentliche Hinweise :) Vielen Dank.

Bei den bisherigen Tests hat sich noch kein Unterschied gezeigt. Ziel 
war es zu testen, ob die Vergussmasse an den gewünschten Kabeln besser 
haftet, wenn die vorher mit Plasma behandelt werden. Aber da haftet 
nichts. Weder nach einer O2-, CF4- oder beides-Behandlung. Die Zeit war 
auch, meines erachtens sehr lang. 30 min sollten ja genug sein.

Noch die von  Zonk gewünschten Parameter:

Kammergröße: (40x40x50) cm  (BxHxT)
Flow O2: bis 990 sccm
Flow CF4: bis 84 sccm
Mikrowelle: bis 1200W

von Zonk (Gast)


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Den MFCs und der Leistung nach zu urteilen hat die Kammer gegenüber 
einer Kammer für 300 mm Wafer Ca. halbe Größe. O2 mit CF4 Aktivierung 
sollte um die 2 min langen. Allerdings bezieht sich das auf wenige my 
Lack. Wobei bei Halbleiters eher konservativ gefahren wird, sonst ist 
die nächste Ebene gleich mit weg!
Was für ein Plastwerkstoff wollt ihr denn anätzen? Mit Teflon PE oder 
Silicon wirst Du eher kein Glück haben.

von Georg (Gast)


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Zonk schrieb:
> Mit Teflon PE oder
> Silicon wirst Du eher kein Glück haben.

Einspruch: "Seitdem Plasmaätzanlagen in der Leiterplattenfertigung 
eingesetzt werden, können die Lochwände abwasserfrei und umweltschonend 
aufbereitet werden"

Gilt für PTFE-Basismaterial. Was nicht heissen soll das wäre trivial.

Georg

von Zonk (Gast)


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Ok, mal was anderes, wie behandelt ihr die Abgase vom Plasmaätzer? Die 
CF4 Spaltprodukte kann man ja nicht mal einfach in die Umwelt blasen. 
Für sowas gibt es kombinierte Abluftverbrenner/Kombiwäscher. Mit einer 
heißen Erdgasflamme wird das CF4 ZU CO2 und Flusssäure verbrannt, die 
dann mit Wasser in einer Rieselkolonne ausgewaschen wird. Damit die 
Flusssäure nicht die Apparatur zerlegt, wird mittels ph Sonde 
Natronlauge zudosiert und der ph Wert leicht alkalisch gehalten. Wobei 
für euch u.U. auch eine Absorbertonne reichen könnte. Wo das restliche 
Geraffel chemisch gebunden wird.

von Arsch N. (arschnelson)


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Zonk schrieb:
> Was für ein Plastwerkstoff wollt ihr denn anätzen? Mit Teflon PE oder
> Silicon wirst Du eher kein Glück haben.

Meine Tests belaufen sich mometan auf Silikon- und PTFE-Kabel und 
Nachbehandlung von Platinen.

Bei uns geht es nicht in erster Linie um das Ätzen sondern um das 
Aktivieren. Aktivierung darum, dass sich das Material besser mit der 
Vergussmasse verbindet um so Teilentladungen vorzubeugen.

Ich habe heute Silikon- und PTFE- Kabel mit einem 1 zu 5 Plasma 5min 
behandelt (1 Teil CF4 und 5 Teile O2). Anschließend habe ich 
unbehandelte und behandelte Teile in ein Wasserbad gegeben um dann zu 
Prüfen, ob das Wasser besser haftet. Deine Aussage kann ich so ein wenig 
untermauern, denn einen Unterschied konnte man nicht wirklich erkennen.

Allerdings habe ich auch folgendes gelesen:
"Vor allem Kunststoffoberflächen werden mit diesen Prozessen angeätzt. 
Die Ätzung ist bei schwer lackier- und verklebbaren Kunststoffen wie POM 
oder PTFE sehr wichtig. Durch die vergrößerte Oberfläche wird eine 
bessere Klebehaftung erreicht."

Das widerspricht sich ein wenig.

Außerdem habe ich den Test gemacht und eine Platine mit Kolophonium in 
den gleichen Versuch gepackt. Meiner Meinung nach ließ sich das 
Kolophonium danach nochmals besser mit Platinenreiniger entfernen, als 
ohne Behandlung.

Mal noch eine andere Frage: kann man fertig bestückte Platinen mit 
komplexen ICs in die Maschine packen ohne dass die Funktionalität kaputt 
geht?

von Georg (Gast)


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Arsch N. schrieb:
> Mal noch eine andere Frage: kann man fertig bestückte Platinen mit
> komplexen ICs in die Maschine packen ohne dass die Funktionalität kaputt
> geht?

Wenn du das lange genug machst, liegen die ICs, will heissen die Chips 
und die Bonddrähte, nackt vor dir. Wird manchmal zum Reengineering 
benutzt. Aber wenn das ganze sowieso wieder vergossen wird...

Georg

von Zonk (Gast)


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Hast Du schon mal einen Teelöffel in die Mikrowelle gepackt? ;-)
Ich weiß jetzt nicht, wie die Plasmakammer konstruktiv aufgebaut ist und 
die Mikrowellenstrahlung zu den Bauelementen gelangen kann. Probiere das 
sicherheitshalber erst mal mit dem einsfuffzig Arduonoclone aus China. 
Wenn der es überlebt, stehen die Chancen gut :-)

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