等離子清洗機采用氣體作為清洗介質,有效地避免了因液體清洗介質對被清洗物帶來的二次污染。等離子清洗機外接一臺真空泵,工作時清洗腔中的等離子體輕柔沖刷被清洗物的表面,短時間的清洗就可以使有機污染物被徹底地清洗掉,同時污染物被真空泵抽走,其清洗程度達到分子級。等離子清洗機除了具有超清洗功能外,在特定條件下還可根據需要改變某些材料表面的性能,等離子體作用于材料表面,使表面分子的化學鍵發生重組,形成新的表面特性。對某些有特殊用途的材料,在超清洗過程中等離子清洗器的輝光放電不但加強了這些材料的粘附性、相容性和浸潤性,并可消毒和殺菌。等離子清洗機廣泛應用于光學、光電子學、電子學、材料科學、生命科學、高分子科學、生物醫學、微觀流體學等領域。下面賢集網小編來詳細為大家介紹等離子清洗機的作用機理、技術特點、安全操作規程。
等離子清洗機的作用機理
一、金屬表面去油及清潔
金屬表面常常會有油脂、油污等有機物及氧化層,在進行濺射、油漆、粘合、健合、焊接、銅焊和PVD、CVD涂覆前,需要用等離子處理來得到完全潔凈和無氧化層的表面。 在這種情況下的等離子處理會產生以下效果:
1、灰化表面有機層
①表面會受到化學轟擊(下圖)
a、在真空和瞬時高溫狀態下,污染物部分蒸發;
b、污染物在高能量離子的沖擊下被擊碎并被真空帶出;
c、紫外輻射破壞污染物:因為等離子處理每秒只能穿透幾個納米的厚度,所以污染層不能太厚。指紋也適用。
②氧化物去除
金屬氧化物會與處理氣體發生化學反應(下圖)
這種處理要采用氫氣或者氫氣與氬氣的混合物。有時也采用兩步處理工藝。步先用氧氣氧化表面5分鐘,第二步用氫氣和氬氣的混合物去除氧化層。也可以同時用幾種氣體進行處理。
③焊接
通常,印刷線路板在焊接前要用化學助焊劑處理。在焊接完成后這些化學物質必須采用等離子方法去除,否則會帶來腐蝕等問題。
④鍵合
好的鍵合常常被電鍍、粘合、焊接操作時的殘留物削弱,這些殘留物能夠通過等離子方法有選擇地去除。同時氧化層對鍵合的質量也是有害的,也需要進行等離子清潔。
二、等離子刻蝕
在等離子刻蝕過程中,通過處理氣體的作用,被刻蝕物會變成氣相(例如在使用氟氣對硅刻蝕時,下圖)。處理氣體和基體物質被真空泵抽出,表面連續被新鮮的處理氣體覆蓋。不希望被刻蝕部分要使用材料覆蓋起來(例如半導體行業用鉻做覆蓋材料)。
等離子方法也用于刻蝕塑料表面,通過氧氣可以灰化填充混合物,同時得到分布分析情況。刻蝕方法在塑料印刷和粘合時作為預處理手段是十分重要的,如POM 、PPS和PTFE。等離子處理可以大大地增加粘合潤濕面積。
三、刻蝕和灰化
1、PTFE刻蝕
PTFE在未做處理的情況下不能印刷或粘合。眾所周知,使用活躍的堿性金屬可以增強粘合能力,但是這種方法不容易掌握,同時溶液是有毒的。使用等離子方法不僅僅保護環境,還能達到更好效果。(下圖)
等離子結構可以使表面化,同時在表面形成一個活性層,這樣塑料就能夠進行粘合、印刷操作。
2、PTFE混合物的刻蝕
PTFE混合物的刻蝕必須十分仔細地進行,以免填充物被過度暴露,從而削弱粘合力。
處理氣體可以是氧氣、氫氣和氬氣。可以應用于PE、PTFE、TPE、POM、ABS和丙烯。
四、塑料、玻璃和陶瓷的表面活化和清潔
塑料、玻璃、陶瓷與聚丙烯、PTFE一樣是沒有極性的,因此這些材料在印刷、粘合、涂覆前要進行處理。同時,玻璃和陶瓷表面的輕微金屬污染也可以用等離子方法清潔。等離子處理與灼燒處理相比不會損害樣品。同時還可以十分均勻地處理整個表面,不會產生有毒煙氣,中空和帶縫隙的樣品也可以處理。
1、不需要用溶劑進行預處理;
2、所有的塑料都能應用;
3、具有環保意義;
4、占用很小工作空間;
5、成本低廉;
等離子表面處理的效果可以簡單地用水來驗證,處理過的樣品表面完全被水潤濕。長時間的等離子處理(大于15分鐘),材料表面不但被活化還會被刻蝕,刻蝕表面具有潤濕能力。常用的處理氣體為:空氣、氧氣、氬氣、氬氫混合氣體、CF4等
五、等離子涂鍍
1、聚合
在涂鍍中兩種氣體同時進入反應艙,氣體在等離子環境下匯聚合。這種應用比活化和清潔的要求要嚴格一些。典型的應用是保護層的形成,應用于燃料容器、防刮表面、類似PTFE材質的涂鍍、防水涂鍍等。涂鍍層非常薄,通常為幾個微米,此時表面的親和力非常好。常用的有3種情況
a、防水涂鍍—環己物;
b、類似PTFE材質的涂鍍---含氟處理氣體;
c、親水涂鍍---乙烯醋酸;
小型等離子清洗機具有成本低廉、操作靈活的特點, 與動輒十幾萬美元的大型產品相比小型等離子清潔小型機具有以下優點:
①可以更靈活地操作,簡便地改變處理氣體的種類和處理程序。
②不會對人員的身體造成任何傷害。
③其成本對于等離子處理方法來說是微不足道的。
小型等離子設備廣泛應用于等離子清洗和表面改性等場合。通過其處理,能夠改善材料的潤濕能力,使多種材料能夠進行涂覆、鍍等操作,增強粘合力、鍵合力,同時去除有機污染物、油污或油脂。其具體應用包括:
①塑料、玻璃和陶瓷表面活化
玻璃、陶瓷和塑料(如聚丙烯、PTFE等)基本上是沒有極性的,因此這些材料在進行粘合、油漆和涂覆之前要進行表面活化處理。
②金屬去油及清潔
金屬表面常常會有油脂、油污等有機物及氧化層,在進行濺射、油漆、粘合、健合、焊接、銅焊和PVD、CVD涂覆前,需要用等離子處理來得到完全潔凈和無氧化層的表面。
焊接操作前:通常印刷線路板在焊接前要用化學助焊劑處理。在焊接完成后這些化學物質必須采用等離子方法去除,否則會帶來腐蝕等問題。
鍵合操作前:好的鍵合常常被電鍍、粘合、焊接操作時的殘留物削弱,這些殘留物能夠通過等離子方法有選擇地去除。同時氧化層對鍵合的質量也是有害的,也需要進行等離子清潔。
2、特點:
①操作簡便、成本低廉;
②高效真空電極;
③氣體流量通過流量計和針閥實現控制;
④功率可在200W以內調節控制(完全能夠能夠滿足清潔需要,200W以上功率用于刻蝕);
⑤自動阻抗匹配;
⑥自由設置參數:處理時間、功率、氣體、壓力;
⑦安全保護功能:真空觸發、艙門鎖。
等離子清洗機技術特點
一、清洗對象經等離子清洗之后是干燥的,不需要再經干燥處理即可送往下一道工序。可以提高整個工藝流水線的處理效率;
二、等離子清洗使得用戶可以遠離有害溶劑對人體的傷害,同時也避免了濕法清洗中容易洗壞清洗對象的問題; 三、避免使用三氯乙烷等ODS有害溶劑,這樣清洗后不會產生有害污染物,因此這種清洗方法屬于環保的綠色清洗方法。這在全球高度關注環保的情況下越發顯出它的重要性;
四、采用無線電波范圍的高頻產生的等離子體與激光等直射光線不同。等離子體的方向性不強,這使得它可以深入到物體的微細孔眼和凹陷的內部完成清洗任務,因此不需要過多考慮被清洗物體的形狀。而且對這些難清洗部位的清洗效果與氟利昂清洗的效果相似甚至更好;
五、使用等離子清洗,可以使得清洗效率獲得極大的提高。整個清洗工藝流程幾分鐘內即可完成,因此具有產率高的特點;
六、等離子清洗需要控制的真空度約為100Pa,這種清洗條件很容易達到。因此這種裝置的設備成本不高,加上清洗過程不需要使用價格較為昂貴的有機溶劑,這使得整體成本要低于傳統的濕法清洗工藝;
七、使用等離子清洗,避免了對清洗液的運輸、存儲、排放等處理措施,所以生產場地很容易保持清潔衛生;
八、等離子體清洗可以不分處理對象,它可以處理各種各樣的材質,無論是金屬、半導體、氧化物,還是高分子材料(如聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亞胺、聚酯、環氧樹脂等高聚物)都可以使用等離子體來處理。因此特別適合于不耐熱以及不耐溶劑的材質。而且還可以有選擇地對材料的整體、局部或復雜結構進行部分清洗;
九、在完成清洗去污的同時,還可以改善材料本身的表面性能。如提高表面的潤濕性能、改善膜的黏著力等,這在許多應用中都是非常重要的。
等離子清洗機安全操作規程
1、等離子清洗機應放置在清潔、干燥以及無強腐蝕氣體的環境中使用,并避免劇烈震動。
2、發生器背面應留有足夠的散熱空間。
3、確保機器有良好的接地,以避免人身傷害事故。
4、嚴禁空載狀態下或缸內無清洗液情況下開機。開機前必須按使用說明的液位將清洗液倒入清洗槽內。
5、清洗液不得呈強酸或強堿性,在沒有可靠的安全措施條件下,不能使用易燃溶液。
6、清洗過程中必須戴絕緣手套,不要將手指浸入清洗液中。
7、被清洗物不得和槽底接觸,建議將工件放入專用清洗筐內,工件應完全浸泡在清洗液中。
8、清洗液溫度會隨連續工作時間而升高,等離子清洗機連續工作時間不要超過8小時。
9、如發現清洗槽有漏水現象及其他故障,應立即關機停用,并倒空清洗液后由維修人員來修理。???????
10、對有加熱裝置的等離子清洗機在清洗完畢后,必須先關閉加熱器待清洗液冷卻后再放空清洗液。
11、長期不使用時,應放出洗液,干燥內槽及表面后用薄膜保護好。機器應保