Mar. 13, 2024
等离子体表面清洗是指通过等离子体与材料表面的油脂、氧化物等产生一系列物理、化学作用,从而挥发和清除污染物,但材料的整体结构和性能保持原状不受影响。
等离子体表面清洗技术起源于20世纪初,已运用于各种电子元器件的制造过程中,促进了现代电子通讯业的发展。物质通常以肉眼可见的固态、液态、气态三种形态存在,但在一些特殊情况下,还存在着不同于常见的固液气三态的物质:(1)高速运动着的电子;(2)处于激发过程中的中性原子、分子、原子团(自由基);(3)离子化的原子、分子;(4)分子解离反应过程中生成的紫外线;(5)未反应的分子、原子等。这些物质虽然存在的状态比较复杂,但总体上仍然处于电中性状态,这些特殊的物质形态,就称为等离子体状态,又称为物质的第四态。在地球大气中的电离层和太阳表面存在有等离子体,用人工方法也可获得等离子体,如将处于低气压状态的氧气、氮气、水蒸汽等气体分子置于高频电场中,产生辉光放电,其中高速运动的原子、分子、电子和带有正负电荷的原子及分子互相碰撞,结果又激发出电子,而本身又处于激发状态或离子状态,此时的状态就是人工制造的等离子体状态。简单地说,等离子体就是一团由正离子、电子、自由基和中性气体原子所组成的会发光的气体团。
等离子体清洗时与材料表面发生两种主要的反应,一是利用自由基与表面做化学反应,在压力比较高时,对自由基的产生有利,此时化学反应起主导作用;二是利用离子与表面做物理反应,即进行纯物理的撞击,把材料表面的原子或附着的原子打掉,离子的能量越高,撞击效果越好,在压力较低的情况下,物理撞击将是主要的。
此外,等离子体中自由基的存在对于清洁效果起着非常重要的作用,因为它们可以与物体表面发生化学链式反应,产生新的自由基或进一步降解,可能降解成小的挥发性颗粒清除污染物。而且紫外线具有强大的光能和穿透能力,可以穿透材料表面几微米的深度,产生新的自由基,从而使附着在表面的材料分子键溶解的效果。
等离子体表面清洗技术作为一种清洁的干式工艺,不需要液体化学材料,省去了很多繁琐的操作及后续处理,运行费用低,清洗后不必再对被处理材料进行干燥处理,整个过程几分钟就可完成,其最大的特点就是对待处理的材料没有特殊要求,在清洗处理的同时还能改善材料本身的表面特性。
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