等离子清洗机是利用等离子体内的高能粒子的活化作用,使得工件表面的待清洗层上的有机物、氧化物等污垢以及各种粒子发生一系列的物理化学反应,从而从清洗表面脱落或蒸发,从而达到清洗的作用。
等离子清洗机除了具有清洗作用外,它还可以对特定材料的表面性能进行改善,如材料粘附性、浸润性和相容性等。
等离子体包含大量活性粒子,如高能电子、离子、自由基、激发态的气体原子和分子以及光子等,其能量可通过辐射、中性粒子流和离子流的碰撞等作用于材料表面,这些粒子与材料表面发生诸如刻蚀和清洁、氧化、接枝、活化、聚合等相互作用,以此改善材料的表面特性。
材料表面活化
塑料、玻璃、陶瓷与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟(PTFE)等一样是没有极性的,因此这些材料在印刷、粘合、涂覆前要进行处理。在惰性材料表面生成活性基团,增强表面极性,提高表面能。等离子处理与灼烧处理相比,不会损害样品,同时还可以十分均匀地处理整个表面,不会产生有毒烟气,盲孔和带缝隙的样品也可以处理。
材料表面刻蚀
如在基材表面沉积化学材料获得一些期望的性能,通过等离子清洗或刻蚀作用去除基材上的沉积物。
表面接枝与聚合
在等离子体表面活化产生的基团或等离子体引发聚合层不能与材料表面牢固结合时,采用等离子体接枝的方法来改善。等离子体接枝的原理为:首先利用表面活化在材料表面产生新的活性基团,利用此基团与后续的活性物质产生化学共价键结合,后续的活性物质中带有能够满足应用的特定基团,以达到既能满足表面特性又能牢固结合的目的。
材料表面改性
以聚四氟乙烯(PTFE)为例,在其未做处理的情况下,不能印刷或粘合。使用等离子清洗机处理后可以使表面最大化,同时在表面形成一个活性层,这样PTFE就能进行粘合、印刷操作。
材料表面清洗
材料表面尝尝会有油脂、油污等有机物及氧化层,在进行粘合、焊接前,需要用等离子清洗机来得到完全洁净和无氧化层的表面。氧离子与材料表面的油污反应生成二氧化碳和水,适用于金属、玻璃、陶瓷等多种材料。
半导体封装行业
等离子清洗机在整个封装工艺过程中的作用主要有防止包封分层、提高焊线质量、增加键合强度、提高可靠性以及提高良品率节约成本等。
印刷与包装行业
等离子清洗机的主要作用是表面清洗和表面化学结构改性,以改善材料表面的附着力、润湿性和印刷适性。
微流控芯片制作
等离子清洗机的作用是增强芯片及载玻片表面的亲水性,从而使PDMS芯片和载玻片更紧密的贴合。
镀膜行业
等离子清洗机的作用是使基体表面粗糙度增大,一定程度内基体表面粗糙度的提高可以增强镀层与基体间的机械啮合作用,提高镀层的膜基结合强度。
玻璃行业
等离子清洗机的作用是利用等离子体来轰击玻璃表面来达到常规清洗达不到的效果,例如减少玻璃疏水性增加清润性等等。
等离子清洗机的作用可以说是五花八门,等离子清洗机能够有效的改善材料的表面性能,包括润湿性、粘合性、染色性、印刷性、防静电性、拒水性和拒油性及其他性能等等。并且低温等离子体对材料的作用只发生在其表面几十至数千埃厚度范围内,能使材料表面性能显著改善而材料本体性能不受影响,同时又具有高效、低成本、环保的优点。