低压等离子清洗机原理及应用

低压等离子清洗机技术原理

低压等离子体是气体分子在真空、放电等特殊场合下产生的物质。等离子清洗/刻蚀产生等离子体的装置是在密封容器中设置两个电极形成电磁场，用真空泵实现一定的真空度，随着气体越来越稀薄，分子间距及分子或离子的自由运动距离也越来越长，受磁场作用，发生碰撞而形成等离子体，同时会发生辉光。等离子体在电磁场内空间运动，并轰击被处理物体表面，从而达到表面处理、清洗和刻蚀的效果。

一、低压等离子清洗机工作原理

二、气体等离子化原理

等离子清洗现场应用

台式型现场装载样品现场分层电极舱体

立式型现场调试现场放置样品托

等离子处理工艺可以实现有选择的表面改性

●活化：大幅提高表面的润湿性能，形成活性的表面

●清洗：去除灰尘和油污，精细清洗和去静电

●涂层：通过表面涂层处理提供功能性的表面

●提高表面的附着能力

●提高表面粘接的可靠性和持久性

低压等离子清洗机应用

一、金属表面去油及清洗

金属表面常常会有油脂、油污等有机物及氧化层，在进行溅射、油漆、粘合、键合、焊接、铜焊和PVD、CVD涂覆前，需要用等离子处理来得到完全洁净和无氧化层的表面。在这种情况下的等离子处理会产生以下效果：

1、灰化表面有机层

表面会受到物理轰击和化学处理因为等离子处理每秒只能穿透几个纳米的厚度，所以污染层不能太厚。指纹也适用。

2、氧化物去除

金属氧化物会与处理气体发生化学反应这种处理要采用氢气或者氢气与氩气的混合气体。有时也采用两步处理工艺。第一步先用氧气氧化表面，第二步用氢气和氩气的混合气体去除氧化层。也可以同时用几种气体进行处理。

3、焊接

通常，印刷线路板（PCB）在焊接前要用化学助焊剂处理。在焊接完成后这些化学物质必须采用等离子方法去除，否则会带来腐蚀等问题。

4、键合

好的键合常常被电镀、粘合、焊接操作时的残留物削弱，这些残留物能够通过等离子方法有选择地去除。

同时氧化层对键合的质量也是有害的，也需要进行等离子清洗。

二、等离子刻蚀

在等离子刻蚀过程中，通过处理气体的作用，被刻蚀物会变成气相。处理气体和基体物质被真空泵抽出，表面连续被新鲜的处理气体覆盖。不希望被刻蚀的部分要使用材料覆盖起来（例如半导体行业用铬做覆盖材料）。

等离子方法也用于刻蚀塑料表面，通过氧气可以灰化填充混合物，同时得到分布分析情况。刻蚀方法在塑

料印刷和粘合时作为预处理手段是十分重要的，如POM、PPS和PTFE。等离子处理可以大大地增加粘合润湿面积、提高粘合强度。

三、刻蚀和灰化

聚四氟（PTFE）刻蚀

聚四氟（PTFE）在未做处理的情况下不能印刷和粘合。众所周知，使用活跃的钠碱性金属可以增强粘合能力，但是这种方法不容易掌握，同时溶液是有毒的。使用等离子方法不仅仅保护环境，还能达到更好效果。

等离子结构可以使表面最大化，同时在表面形成一个活性层，这样塑料就能够进行粘合、印刷操作。

聚四氟（PTFE）混合物的刻蚀

PTFE混合物的刻蚀必须十分仔细地进行，以免填充物被过度暴露，从而削弱粘合力。

处理气体可以是氧气、氢气和氩气。可以应用于PE、PTFE、TPE、POM、ABS和PP等。

四、塑料、玻璃和陶瓷的表面活化和清洗

塑料、玻璃、陶瓷与聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟（PTFE）等等一样是没有极性的，因此这些材料在印刷、粘合、涂覆前要进行处理。同时，玻璃和陶瓷表面的轻微金属污染也可以用等离子方法清洗。

等离子处理与灼烧处理相比不会损害样品。同时还可以十分均匀地处理整个表面，不会产生有毒烟气，中空和带缝隙的样品也可以处理。

●不需要用化学溶剂进行预处理

●所有的塑料都能应用

●具有环保意义

●占用很小工作空间

●成本低廉

等离子表面处理的效果可以简单地用滴水来验证，处理过的样品表面完全被水润湿。长时间的等离子处理（大于15分钟），材料表面不但被活化还会被刻蚀，刻蚀表面具有极小的表面接触角和最大润湿能力。

五、等离子涂镀聚合

在涂镀中两种气体同时进入反应舱，气体在等离子环境下会聚合。这种应用比

活化和清洗的要求要严格一些。典型的应用是保护层的形成，应用于燃料容器、

防刮表面、类似聚四氟（PTFE）材质的涂镀、防水镀层等。涂镀层非常薄，

通常为几个微米，此时表面的疏水性非常好。常用的有3种情况

●防水涂镀——环己物

●类似PTFE材质的涂镀——含氟处理气体

●亲水涂镀——乙烯醋酸

真空舱体结构

分层电极舱体旋转舱体

托盘结构适用于片、块状样品的表面处理。旋转舱体结构适用于颗粒状样品的批量处理。可充分利用真空舱体的空间。旋转搅拌的效果可使舱内样品的每个表面都能得到均匀的处理。

特制电极舱体卷轴式舱体

适用于大型样品复杂表面的处理。根据样品表面的几何结构而设计的电极，

保证了样品每个表面（包括凹面）都可得到均匀的处理。卷轴式牵引系统安

装于真空舱体内，适用于薄膜、箔等布匹状样品的批量处理。

注：可根据客户要求订做电极和真空舱体

客户现场应用

光盘处理前后亲水性对比去除空腔内有机污物增强航空插座粘接性能

增强陶瓷电路板邦定性古墓钉成份分析

与传统使用有机溶剂的湿法清洗相比，等离子清洗具备以下九大优势：

一、清洗对象经等离子清洗之后是干燥的，不需要再经干燥处理即可送往下一道工序。可以提高整个工艺流水线的处理效率；

二、等离子清洗使得用户可以远离有害溶剂对人体的伤害，同时也避免了湿法清洗中容易洗坏清洗对象的问题；

三、避免使用三氯乙烷等ODS有害溶剂，这样清洗后不会产生有害污染物，因此这种清洗方法属于环保的绿色清洗方法。这在全球高度关注环保的情况下越发显出它的重要性；

四、采用无线电波范围的高频产生的等离子体与激光等直射光线不同。等离子体的方向性不强，这使得它可以深入到物体的微细孔眼和凹陷的内部完成清洗任务，因此不需要过多考虑被清洗物体的形状。而且对这些难清洗部位的清洗效果与氟利昂清洗的效果像是甚至更好；

五、使用等离子清洗，可以使得清洗效率获得极大的提高。整个清洗工艺流程几分钟内即可完成，因此具有产率高的特点；

六、等离子清洗需要控制的真空度约为100Pa，这种清洗条件很容易达到。因此这种装置的设备成本不高，加上清洗过程不需要使用价格较为昂贵的有机溶剂，这使得整体成本要低于传统的湿法清洗工艺；

七、使用等离子清洗，避免了对清洗液的运输、存储、排放等处理措施，所以生产场地很容易保持清洁卫生；

八、等离子体清洗可以不分处理对象，它可以处理各种各样的材质，无论是金属、半导体、氧化物，还是高分子材料（如聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酯、环氧树脂等高聚物）都可以使用等离子体来处理。因此特别适合于不耐热以及不耐溶剂的材质。而且还可以有选择地对材料的整体、局部或复杂结构进行部分清洗；

九、在完成清洗去污的同时，还可以改善材料本身的表面性能。如提高表面的润湿性能、改善膜的黏着力等，这在许多应用中都是非常重要的。目前等离子清洗应用越来越广泛，国内外的使用者对等离子体清洗技术的要求也是越来越高。好的产品还需要专业的技术支持与维护！