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等离子体清洗技术的讲解

等离子体清洗技术起源于20 世纪初,推动了半导体和光电产业的迅速发展,现已广泛应用于精密机械、汽车制造、新能源、航空航天以及污染防治等众多高科技领域。等离子体清洗技术的关键是低温等离子体的应用,低温等离子体主要依赖于高温、高频、高能等外界条件产生,是一种电中性、高能量、全部或部分离子化的气态物质。低温等离子体的能量约为几十电子伏特,其中所包含的离子、电子、自由基等活性粒子以及紫外线辐射线很容易与固体表面的污染物分子发生反应而使其脱离,进而可起到清洗的作用。同时由于低温等离子体的能量远低于高能射线,因此此技术只涉及材料表面,对材料的基体性能不产生影响。

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等离子体清洗工艺是一种干式工艺,采用电能催化反应,可以提供一个低温环境,同时排除了湿式化学清洗所产生的危险和废液,安全、可靠、环保。等离子体清洗技术结合了等离子体物理、等离子体化学和气固两相界面反应,可以有效清除残留在材料表面的有机污染物,并保证材料的表面及本体特性不受影响,目前被考虑为传统湿法清洗的主要替代技术。


等离子体清洗技术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。可见等离子体清洗技术具有工艺简单、高效节能、安全环保等显著优点。

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等离子体技术的清洗类型:

根据反应类型不同,等离子体清洗技术可分为两类:等离子体物理清洗,即借助活性粒子和高能射线轰击而使污染物脱离;等离子体化学清洗,即通过活性粒子与杂质分子反应而使污染物挥发脱离。

效果与特点:

与传统的溶剂清洗不同,等离子体是依靠其中所包含高能物质的“活化作用”达到清洗材料表面的目的,清洗效果显著,是一种剥离式清洗。其清洗优势主要体现在以下几个方面:

(1)清洗后的材料表面基本没有残留物,并且可以通过选择、搭配不同的等离子体清洗类型,产生不同的清洗效果,满足后续处理工艺对材料表面特性的多种需求;

(2)由于等离子体的方向性不强,因此方便清洗带有凹陷、空洞、褶皱等复杂结构的物件,适用性较强;

(3)可处理多种基材,对待清洗物件的要求较低,因此特别适合清洗不耐热和溶剂的基体材料;

(4)清洗过后无需干燥或其他工序,无废液产生,同时其工作气体排放无毒害,安全环保;

(5)操作简便、易控、快捷,对真空度要求不高或可直接采用大气压等离子体清洗工艺,同时此工艺避免了大量溶剂的使用,因此成本较低。

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更重要的是,等离子体清洗技术不分处理对象的材料类型,对半导体、金属和大多数高分子材料均有很好的处理效果,并且能够实现整体、局部以及复杂结构的清洗。等离子体清洗工艺能够实现自动化与数字化流程,可装配高精度的控制装置,精准控制时间,具备记忆功能等智能功能。也正是因为等离子体清洗工艺拥有操作简单、精密可控等显著优势,目前已在电子电气、材料表面改性与活化等多个行业普遍应用。

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