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技術知識

等離子表面清洗技術的原理及技術應用

發布時間:2024-03-12 17:47:28 瀏覽數:1951


什么是等離子清洗機
等離子清洗機(plasma cleaner)也叫等離子表面處理儀,是一種全新的高科技技術,利用等離子體來達到常規清洗方法無法達到的效果。等離子體是物質的一種狀態,也叫做物質的第四態。對氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子狀態。等離子體的“活性”組分包括:離子、電子、活性基團、激發態的核素(亞穩態)、光子等。等離子清洗機就是通過利用這些活性組分的性質來處理樣品表面,從而實現清潔等目的。
等離子體主要是通過氣體放電產生,其中包含電子、離子、自由基以及紫外線等高能量物質,具有活化材料表面的作用。例如,電子質量小、移動速度快,可以先一步到達材料表面并使其帶有負電荷,同時對材料表面產生撞擊作用,可促使表面吸附的氣體分子解吸或分解,也有利于引發化學反應;材料表面帶有負電荷時,帶正電荷的離子會加速向其沖擊,所產生的濺射作用會將表面附著的顆粒性物質除去;等離子體中自由基的存在對清洗作用具有非常重要的意義,由于自由基易與物體表面發生化學連鎖反應,產生新的自由基或進一步分解,最后可能會分解成揮發性的小分子;而紫外線具有很強的光能和穿透能力,可透過材料表面深達數微米而產生作用,使表面附著物質的分子鍵斷裂分解。




等離子表面處理技術的基本原理及應用:




等離子清洗機原理:


等離子體清洗的作用原理,主要是通過等離子體作用于材料表面使其產生一系列的物理、化學變化,利用其中所包含的活性粒子和高能射線,與表面有機污染物分子發生反應、碰撞形成小分子揮發性物質,從表面移除,實現清潔效果。在真空腔體里,通過射頻電源在一定的壓力情況下起輝產生高能量的無序的等離子體,通過等體子體轟被清洗產品面.以達到清洗目的.



清洗和刻蝕:例如,在進行清洗時,工作氣體往往用氧氣,它被加速了的電子轟擊成氧離子、自由基后,氧化性極強。工件表面的污染物,如油脂、助焊劑、感光膜、脫模劑、沖床油等,很快就會被氧化成二氧化碳和水,而被真空泵抽走,從而達到清潔表面,改善浸潤性和粘結性的目的。低溫等離子處理僅涉及材料的表面,不會對材料主體的性質產生影響。由于等離子體清洗是在高真空下進行的,所以等離子體中的各種活性離子的自由程很長,他們的穿透和滲透力很強,可以進行復雜結構的處理,包括細管和盲孔。




引入官能基團:高分子材料用N2、NH3、O2、SO2等氣體的等離子體處理,可以改變表面的化學組成,引入相應新的官能基團:-NH2、-OH、-COOH、-SO3H等。這些官能團可使聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯,聚四氟乙烯等這些完全惰性的基材變成官能團材料,可以提高表面極性,浸潤性,可粘結性,反應性,極大地提高了其使用價值。與氧等離子體相反,而經含氟氣體的低溫等離子體處理,可在基材表面引入氟原子,使基材具有憎水性。



等離子表面處理技術的應用


一、等離子清洗材料表面,達到表面清潔作用

等離子清洗能很快去除材料表面的油脂、油污等有機物及氧化層,在進行真空鍍膜、油漆、粘合、鍵合、焊接、銅焊和PVD、CVD涂覆前,用等離子表面處理工藝可以得到完全潔凈和無氧化層的表面。在PCB/FPC、半導體、電子裝聯、太陽能電池等行業有廣泛的應用。


二、等離子表面處理對材料表面進行改性

通過高頻電擊使氣態物質具備更多能量,形成等離子體,氣態分子裂變成高度活躍的粒子。大多數材料如塑料、玻璃、陶瓷等是沒有極性的,親水性差。如果將這些材料在印刷、粘合、涂覆前進行等離子處理,材料表面會形成活性基團,這些活性基團能夠增加表面極性,提高可焊性、可粘合性、可印刷性。


三、等離子對材料表面進行刻蝕

綜合利用等離子體的物理反應和化學反應,轟擊和刻蝕材料表面,使表面形成納米級的坑洼狀態,從而提高了表面接觸面積,為后續的表面鍍膜、噴涂和粘接等工藝具有更強的附著力。

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