等离子清洗过程中高能电子碰撞反应气体分子,使之离解或电离,利用产生的多种粒子轰击被清洗表面或与被清洗表面发生化学反应,从而有效清除被清洗表面的有机污染物或改善表面状态。

镀金层的胶粘剂粘接特性

从金属的性质而言，它们的表面能是较大的。如液态的金，约为1124mJ/m2。但是，有研究者在常温、大气环境测得金表面接触角约为40~79.5°，这是疏水性表面所表现的接触角，它所对应的金表面能约为45mJ/m2。根据吸附理论，若表面能低，难以形成良好的胶接。

通常，金属或无机物表面能低是因为其表面有吸附其它物质，降低了表面能。另一种观点是金层表面的原子重构，降低了表面能。

在空气中，即使在有水分存在的情况下，金不发生氧化，甚至在高温条件下也不与氢、氧、氮、硫、碳起化学反应。金是唯一在高温下不与氧起化学反应的物质。镀金表面不形成氧化物，应该没有酸碱的相互作用。金层形貌上，比较光滑、无孔洞。

等离子清洗对镀金层表面能润湿性的影响

为了研究等离子清洗法对镀金层表面能的影响，分别测试了等离子清洗前后的镀金层表面水滴接触角。因胶粘剂的粘度较大，在金层表面的接触角不易在显微镜下观察到差别，故用去离子水代替胶粘剂来测接触角以达到评估基材金层表面能大小的目的。

接触角样品准备与测试方法如下：1）共2个样品。样品1，来料基材，不作任何表面清洗à滴一滴去离子水在镀金层上；样品2，来料基材，等离子清洗à滴一滴去离子水在镀金层上。2）在显微镜下观察接触角。

结果如图1.1所示，等离子清洗前镀金层（样品1）上的水滴呈半球状，接触角约为75°；而等离子清洗后镀金层上水滴很好地铺展开，接触角约为10°。

（ a ）等离子清洗前 （ b ）等离子清洗后

由上图可判断，经过等离子清洗后，镀金层的亲水性变好，表面能（表面张力）变大，这使得胶粘剂能够更好地润湿镀金层。

根据胶粘剂粘接的吸附理论，更好的润湿使得两者间的接触更加紧密，有利于提高胶水与基材之间实际接触面积，胶粘剂和镀金层之间的分子间作用力增强，因此提高了界面结合力。

等离子清洗除了能提高镀金层表面的表面能，还能去除表面脏污。镀金过程中残留的或在环境中吸附的有机污染物不利于胶粘剂对镀金层的润湿，并且可能在粘接界面上形成弱边界层而使粘接力下降。氧气等离子清洗具有较强的反应性。在氧气等离子体中含有O+、O-、O2+、O2-、O、O3，亚稳态的O2和电子，在这些粒子的形成及电离重组中释放能量和光子，发出微弱的辉光和辐射大量的紫外线。紫外线带宽内的光子以及高能氧原子有足够的能量来打断在基材表面因吸附脏污而存在的C—C键和C—H键，形成可气化的低分子量的物质。真空随后把这些物质抽走。

等离子清洗可以获得较为干净的镀金层粘接表面，提高了金层的表面能，且改善镀金层的亲水润湿性，因此胶粘剂在金层上容易润湿，使胶粘剂与金层的界面结合力提高。