Potential and plasma at nozzle A250
Potential

Plasma ist per Definition ein angeregtes Gas und enthält daher eine Mischung aus kurzlebigen Spezies wie Elektronen, Ionen, Radikale und neutrale Teilchen. Die geladenen Spezies sind problematisch, wenn ESD-empfindliche Bauteile einer Plasmabehandlung ausgesetzt waren. Da vor allem die geladenen Spezies eine kurze Lebensdauer haben und zu Radikalen und letztlich zu reaktiven Oxid- und Stickstoffspezies (RONS) rekombinieren, verliert der Abstrom des Plasmas mit der Zeit seine Ladung und damit an Entfernung.

Potential
Abb. 1. Überblick über die verschiedenen Plasmaspezies

Sogar das Sekundärplasma, das aus neutralen Spezies besteht, erzeugt den Effekt der Feinreinigung und Oberflächenaktivierung. Dieser Effekt kann genutzt werden, um die Eigenschaften des Plasmas auf eine Niederpotentialbehandlung abzustimmen, die für ESD-empfindliche Bauteile angewendet werden kann. Durch Vergrößerung des Abstands zwischen dem Lichtbogen und der behandelten Oberfläche wird die kurze Lebensdauer der geladenen Spezies genutzt, um ein Niederpotentialplasma zu erzeugen. Dieser Effekt kann durch Anpassung der Geometrie der Düse erreicht werden.

Vergleich der Düsen A450 und A250
Abb. 2. Vergleich der Düsen A450 und A250

Die A450 Düse ist für hohe Geschwindigkeiten ausgelegt, daher ist eine sehr hohe Konzentration der kurzlebigen Spezies gewünscht. Dies hat den Nachteil, dass ESD-empfindliche Bauteile beschädigt werden können. Bei der A250 Düse hingegen wird der Lichtbogen vollständig von der Düse umschlossen. Außerdem wird durch den langen Austrittskanal der Abstand zwischen Lichtbogen und Substrat noch weiter verlagert. Dadurch entsteht ein potenzialarmes Plasma, das sogar die direkte Behandlung von aktiver Elektronik ermöglicht.

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