继电器等离子清洗机清洗后可以有效降低接触电阻

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：2022-10-19

接触电阻是继电器的关键电气性能之一,它直接影响电子设备的性能稳定性、可靠性。同时,接触电阻也决定了继电器的寿命次数。因此,降低继电器的接触电阻,对提高继电器的可靠性、失效率等级,增加产品的使用寿命具有重要作用。

膜层电阻的污染来源

在继电器触点零件加工及继电器装配过程中,触点零件表面容易受到二次污染。膜层电阻的污染来源主要有:

(1) 微粒污染膜。触点制造过程中的抛光剂或研磨剂,加工工具的污染物,退火时炭化的润滑剂和沉积在表面的易蒸发金属,如锌(Zn),以及在装配、储存或使用时落在触点表面的尘土、塑料等颗粒。

(2) 无机化学膜。氧化物、硫化物、氯化物等环境气氛的腐蚀产物,表面水蒸汽形成水膜后的化学腐蚀膜等。电镀触点时,在孔隙和应力开裂处会加重腐蚀。

(3)有机化学膜。有机蒸汽在触点表面上的聚合作用和分解形成的有害覆盖膜,属于绝缘膜或半导体膜。

不管是何种膜层的污染,都严重威胁着继电器的性能和工作可靠性。继电器触点零件一般采用镀金或镀银的方式提高接触电阻,因此,触点零件在电镀前及装配过程中的清洗都极为重要。

等离子清洗

用等离子体通过化学作用对工件表面进行处理,实现分子水平的玷污去除(一般厚度在3～30nm),提高工件表面活性的工艺叫做等离子清洗。被清除的玷污可能有有机物、环氧树脂、光刻胶、焊料、金属盐、氧化物等。

所有等离子清洗系统都会有等离子体的产生,但不同用途所需要的设备结构、电极接法、反应气体种类是不同的,其工作的基本机理也有很大区别,有的是物理反应,有的是化学反应,也有的是物理化学两种作用都产生。简单举例如下:

(1) 表面反应以化学反应为主的等离子清洗,习惯上称为等离子清洗(PE)。许多气体的等离子态可以产生高活性的粒子。
例1:

O₂+e^-→2O*+e^-
O*+有机物→CO2+H2O

从化学反应式可见,用氧等离子体通过化学反应可以使非挥发性有机物变成易挥发,得CO2和水汽。
例2:

H₂+e^-→2H*+e^-
H*+非挥发性金属氧化物→H2O+金属

用氢的等离子体可以通过化学反应去除金属表面氧化层,清洁金属表面。

从以上两个例子可以总结出:反应气体电离产生高活性反应粒子,在一定的条件下与被清洗物体表面发生化学反应,反应生成物是易挥发物,可以被抽走。因此,针对被清除物的化学成分选择合适的反应气体组分是十分重要和复杂的。

以化学反应为主的等离子清洗的优点是清洗速度较高,选择性好,对有机污染比较有效,缺点是可能产生氧化物。

(2) 表面反应以物理反应为主的等离子清洗,也叫溅射腐蚀(SPE)或离子洗(IM)。最典型常用的是氩等离子体,氩气是惰性气体,氩等离子体中:

Ar+e^-→Ar⁺+2e^-
Ar⁺+沾污→挥发性沾污

Ar⁺在自偏压或外加偏压作用下被加速产生动能,然后轰击放在负电极上的被清洗工件表面,一般用于去除氧化物或环氧树脂溢出。

以物理反应为主的等离子清洗的优点是不会产生氧化副作用;可以保持被清洗物的化学纯净性;腐蚀作用各向异性。缺点是被清洗物表面由于轰击或过热易产生损伤;对被清洗清洗工件表面的各种不同物质选择性差,腐蚀速率低,有时会产生玷污位移。

电镀前清洗

触点零件电镀前,由于零件尺寸较小,且经过机械加工后污染较大,因此,通常采用超声波对触点零件进行清洗。

装配过程中的清洗

继电器装配后,可采用超声波或等离子进行清洗,但超声波清洗后,清洗液易收缩在常闭触点接触部位,从而造成二次污染,而采用等离子清洗则不存在此问题。等离子清洗的方法根据实际设备的使用要求而定。下图1为继电器等离子清洗前后接触电阻对比。