低温低压等离子清洗机工作原理及清洗原理
文章出处:等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间:2023-02-07
等离子体是区别于固体、液体及气体的第四种状态,由电子、离子、光子及中性粒子等高能活性粒子组成。按照等离子体清洗是否需要真空环境将等离子体清洗设备分为低压等离子体清洗机和常压等离子体清洗机。
低压等离子体清洗需在真空腔中开展,因此可靠的真空系统是保障清洗效果的必要条件,而真空腔体往往会限制被清洗工件的尺寸。
低压等离子清洗机工作原理
低压等离子清洗机主要由四个部分组成,包括:气体供给系统、真空系统、放电腔室和等离子体电源。将待处理物放置在放电环境放电腔室中,抽真空后低气压下产生的等离子体是一种低温等离子体,气体温度大约在几十到二三百摄氏度,远低于电子温度,但又具有少量足够高能的粒子,有足够的能量处理固体表面,在一定使用范围内也不会损伤基体。
工业生产中常常会使用容性耦合(Capcitviely Coupled Plasma,CCP)射频放电来产生等离子体(如图所示),由两部分组成:放电腔室和两块金属极板,一块极板需要牢固的接地,另一块极板经匹配器连接到等离子体源上,这就组成了平行板式容性耦合等离子体。当电源接通后,放电腔内的两平板电极组成的电容结构之间产生高频电场,电子在电场的作用下被赋能,做快速的往复运动,激发原子放电。
平行板式电容耦合等离子体放电结构示意图
低压等离子清洗机清洗原理
低压等离子体清洗的主要清洗机制分为物理溅射机制和化学反应机制,不同性质的工作气体会诱导不同的清洗机制,活泼气体如O2,H2易诱发化学反应机制,而不活泼气体Ar,N2,NF3,SF6则趋向诱导产生物理溅射机制。在物理溅射机制中活性粒子轰击待清洗表面,使污染物脱离表面,其优点是粒子本身不发生化学反应,可以避免被清洗工件的二次污染,但可能对表面产生损害。在化学反应机制中活性粒子和污染物反应生成易挥发物质,再由真空泵吸走,其优点是清洗速度较高,选择性好,对清除有机污染物有效,但缺点是可能会在表面产生氧化物。通过调整清洗时间及气体类型等工艺参数,低压等离子体清洗依靠物理溅射作用及化学反应作用可以去除有机物或碳污染。低压等离子体可以实现复杂形状样件的清洗,但该清洗技术的清洗力较弱,适用于去除有机物或碳污染,对于附着力较大的污染物难以达到清洗目的。低压等离子体清洗技术存在损伤基体表面、形成残余碳膜及引发交叉污染等问题,合理的清洗参数将是避免上述问题的关键。
本文由国产等离子清洗机厂家纳恩科技整理编辑,等离子体清洗技术工艺相对简单,清洗过程中不使用溶剂和水,不存在排污问题,尤其适用于精密工件的清洗,对轻微有机物有较为明显的清洗作用。同时等离子体技术也存在一些不足,例如对于硬化的无机物、深度油脂类污垢清洗效果不明显,因此多被用于精细化的清洗或溶剂清洗后的补充。