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為大家分析說明Plasma等離子清洗機原理

更新時間:2016-12-24       點擊次數(shù):2611
  Plasma等離子清洗機一般是利用激光、微波、電暈放電、熱電離、弧光放電等多種方式將氣體激發(fā)成等離子狀態(tài)。
  在Plasma等離子清洗機應用中,主要是利用低壓氣體輝光等離子體。一些非聚合性無機氣體(Ar2、N2、H2、O2等)在高頻低壓下被激發(fā),產(chǎn)生含有離子、激發(fā)態(tài)分子,自由基等多種活性粒子。一般在等離子清洗中,可把活化氣體分為兩類,一類為惰性氣體的等離子體(如Ar2、N2等);另一類為反應性氣體的等離子體(如O2、H2等)。等離子產(chǎn)生的原理如下:給一組電極施以射頻電壓(頻率約為幾十兆赫茲),電極之間形成高頻交變電場,區(qū)域內(nèi)氣體在交變電場的激蕩下,產(chǎn)生等離子體?;钚缘入x子對被清洗物進行表面物理轟擊與化學反應雙重作用,使被清洗物表面物質變成粒子和氣態(tài)物質,經(jīng)過抽真空排出,而達到清洗目的。
  Plasma等離子清洗機的清洗過程從原理上分為兩個過程過程1為:有機物的去除首先是利用等離子的原理將氣體分子激活,然后利用O,O3與有機物進行反應,達到將有機物排除的目的;
  過程2為:表面的活化首先是利用等離子的原理將氣體分子激活,然后利用O,O3含氧官能團的表面活化作用,來改善材料的粘著性和濕潤性能。
  等離子體與固體表面發(fā)生反應可以分為物理反應(離子轟擊)和化學反應。物理反應機制是活性粒子轟擊待清洗表面,使污染物脫離表面zui終被真空泵吸走;化學反應機制是各種活性的粒子和污染物反應生成易揮發(fā)性的物質,再由真空泵吸走揮發(fā)性的物質。
  以物理反應為主的等離子體清洗,也叫做濺射腐蝕(SPE)或離子銑(IM),其優(yōu)點在于本身不發(fā)生化學反應,清潔表面不會留下任何的氧化物,可以保持被清洗物的化學純凈性,腐蝕作用各向異性;缺點就是對表面產(chǎn)生了很大的損害,會產(chǎn)生很大的熱效應,對被清洗表面的各種不同物質選擇性差,腐蝕速度較低。
  以化學反應為主的Plasma等離子清洗機的優(yōu)點是清洗速度較高、選擇性好、對清除有機污染物比較有效,缺點是會在表面產(chǎn)生氧化物。和物理反應相比較,化學反應的缺點不易克服。并且兩種反應機制對表面微觀形貌造成的影響有顯著不同,物理反應能夠使表面在分子級范圍內(nèi)變得更加“粗糙”,從而改變表面的粘接特性。還有一種Plasma等離子清洗機是表面反應機制中物理反應和化學反應都起重要作用,即反應離子腐蝕或反應離子束腐蝕,兩種清洗可以互相促進,離子轟擊使被清洗表面產(chǎn)生損傷削弱其化學鍵或者形成原子態(tài),容易吸收反應劑,離子碰撞使被清洗物加熱,使之更容易產(chǎn)生反應;其效果是既有較好的選擇性、清洗率、均勻性,又有較好的方向性。
  典型的等離子體物理清洗工藝是氬氣等離子體清洗。氬氣本身是惰性氣體,Plasma等離子清洗機的等離子體的氬氣不和表面發(fā)生反應,而是通過離子轟擊使表面清潔。典型的等離子體化學清洗工藝是氧氣等離子體清洗。通過等離子體產(chǎn)生的氧自由基非?;顫?,容易與碳氫化合物發(fā)生反應,產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳和水等易揮發(fā)物,從而去除表面的污染物。
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