等离子表面清洗技术的原理及技术应用

什么是等离子清洗机
等离子清洗机(plasma cleaner)也叫等离子表面处理仪，是一种全新的高科技技术，利用等离子体来达到常规清洗方法无法达到的效果。等离子体是物质的一种状态，也叫做物质的第四态。对气体施加足够的能量使之离化便成为等离子状态。等离子体的“活性”组分包括：离子、电子、活性基团、激发态的核素（亚稳态）、光子等。等离子清洗机就是通过利用这些活性组分的性质来处理样品表面，从而实现清洁等目的。
等离子体主要是通过气体放电产生,其中包含电子、离子、自由基以及紫外线等高能量物质,具有活化材料表面的作用。例如,电子质量小、移动速度快,可以先一步到达材料表面并使其带有负电荷,同时对材料表面产生撞击作用,可促使表面吸附的气体分子解吸或分解,也有利于引发化学反应;材料表面带有负电荷时,带正电荷的离子会加速向其冲击,所产生的溅射作用会将表面附着的颗粒性物质除去;等离子体中自由基的存在对清洗作用具有非常重要的意义,由于自由基易与物体表面发生化学连锁反应,产生新的自由基或进一步分解,最后可能会分解成挥发性的小分子;而紫外线具有很强的光能和穿透能力,可透过材料表面深达数微米而产生作用,使表面附着物质的分子键断裂分解。

等离子表面处理技术的基本原理及应用：

等离子清洗机原理：

等离子体清洗的作用原理，主要是通过等离子体作用于材料表面使其产生一系列的物理、化学变化,利用其中所包含的活性粒子和高能射线,与表面有机污染物分子发生反应、碰撞形成小分子挥发性物质,从表面移除,实现清洁效果。在真空腔体里，通过射频电源在一定的压力情况下起辉产生高能量的无序的等离子体，通过等体子体轰被清洗产品面．以达到清洗目的．

清洗和刻蚀：例如，在进行清洗时，工作气体往往用氧气，它被加速了的电子轰击成氧离子、自由基后，氧化性极强。工件表面的污染物，如油脂、助焊剂、感光膜、脱模剂、冲床油等，很快就会被氧化成二氧化碳和水，而被真空泵抽走，从而达到清洁表面，改善浸润性和粘结性的目的。低温等离子处理仅涉及材料的表面，不会对材料主体的性质产生影响。由于等离子体清洗是在高真空下进行的，所以等离子体中的各种活性离子的自由程很长，他们的穿透和渗透力很强，可以进行复杂结构的处理，包括细管和盲孔。

引入官能基团：高分子材料用N2、NH3、O2、SO2等气体的等离子体处理，可以改变表面的化学组成，引入相应新的官能基团：-NH2、-OH、-COOH、-SO3H等。这些官能团可使聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚四氟乙烯等这些完全惰性的基材变成官能团材料，可以提高表面极性，浸润性，可粘结性，反应性，极大地提高了其使用价值。与氧等离子体相反，而经含氟气体的低温等离子体处理，可在基材表面引入氟原子，使基材具有憎水性。

等离子表面处理技术的应用

等离子清洗能很快去除材料表面的油脂、油污等有机物及氧化层，在进行真空镀膜、油漆、粘合、键合、焊接、铜焊和PVD、CVD涂覆前，用等离子表面处理工艺可以得到完全洁净和无氧化层的表面。在PCB/FPC、半导体、电子装联、太阳能电池等行业有广泛的应用。

通过高频电击使气态物质具备更多能量，形成等离子体，气态分子裂变成高度活跃的粒子。大多数材料如塑料、玻璃、陶瓷等是没有极性的，亲水性差。如果将这些材料在印刷、粘合、涂覆前进行等离子处理，材料表面会形成活性基团，这些活性基团能够增加表面极性，提高可焊性、可粘合性、可印刷性。

综合利用等离子体的物理反应和化学反应，轰击和刻蚀材料表面，使表面形成纳米级的坑洼状态，从而提高了表面接触面积，为后续的表面镀膜、喷涂和粘接等工艺具有更强的附着力。