氧等离子体清洗机和紫外臭氧清洗机

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：2022-12-14

随着科技的飞速发展，衬底表面活化处理方法也变得更加多样化。目前已经出现了很多针对衬底表面活化的处理方法，如化学溶液处理、等离子体清洗、紫外臭氧清洗、准分子激光处理、电晕放电处理和表面接枝等。下面将详细介绍、氧等离子体清洗机和紫外臭氧清洗机两者的清洗原理和应用情况。

氧等离子体清洗机

“等离子体”的物理定义是指低气压放电产生的电离气体，正负电荷密度基本相等，可以存在于非常广泛的温度和压力范围内。等离子体可以分成高温等离子体和低温等离子体。其中，低温等离子体对衬底表面处理应用十分普遍，常用作活化改性等表面处理。

氧等离子体清洗机清洗原理：
等离子体清洗机的工作原理是将将氧气经过高压电处理后产生等离子体，通过等离子体轰击被清洗样品表面以达到清洗目的，如下图1-1所示是氧等离子体清洗机的清洗原理。

图1-1 氧等离子体清洗机清洗原理

等离子体在空间上是中性的，即在给定的体积内正电荷和负电荷的数目相等。然而，离电极或材料表面最近的离子能够被鞘层电压加速到电子伏能量的10%。在等离子体处理过程中，这些加速离子会导致材料表面的化学键断裂，并在其表面产生许多自由基。辉光放电通过电子轰击和光化学过程使分子离解，在产生高密度的气相自由基方面非常有效。并且自由基也可以存在于电子激发态，这种激发态携带的能量要比基态自由基多得多。氧自由基的最低激发态是基态以上220Kcal/mole，这足以破坏任何有机键。

当这些气相自由基（或离子）撞击材料表面时，它们有足够的能量来破坏该表面的键，这导致其表面污染物的分解。这些污染物可以在等离子体中进一步反应，形成可挥发性物质，被真空系统除去。例如利用等离子体作用于金属、玻璃和陶瓷表面，能够使其表面得到清洁，因为氧等离子体能将有机污染物转化成CO、CO2和H2O；对于光学元器件，尤其是腔内激光元器件，有时会利用氧等离子体清洗，以消除降低其性能的污染物。另外，这种处理方法会导致有机物表面逐渐消融，并在有机物表面形成残留的自由基。它们既可以与自身反应产生表面的交联，也可以与等离子体气体甚至基态分子反应，在表面形成新的化学形态。

紫外臭氧清洗机

紫外线（UV rays）是波长范围为10nm-400nm的一种电磁辐射。紫外线可根据波长进行分类：长波紫外线（320nm-400nm）、中波紫外线（280nm-320nm）和短波紫外线（10nm-280nm）。由于紫外线具有能量，人们利用能够发出紫外线波长为184.9nm和253.7nm的低压汞灯改变基体表面的物理化学性质，可以达到材料表面清洁和活化的目的。

紫外臭氧清洗机清洗表面有机物原理
如图1-2所示为紫外臭氧清洗机对衬底表面清洁和活化的原理：波长为184.9nm的紫外线被氧气吸收，会形成臭氧和原子氧；而波长为253.7nm的紫外线被臭氧吸收以分解形成高反应性原子氧的臭氧，或者被大多数碳氢化合物吸收以分解它们。因此，波长184.9和253.7nm的共存会导致原子氧的连续形成，以及臭氧的连续产生或分解。在臭氧形成和破坏过程中形成的原子氧充当强氧化剂，使得衬底表面产生亲水性羟基。

图1-2紫外臭氧清洗机原理

半导体和电子工业是近年来紫外-臭氧处理得到越来越多应用的主要领域之一。紫外-臭氧处理过程中使用干燥介质节省了将整个设备或组件浸入处理溶液中的需求，例如，硅晶片表面可以用紫外-臭氧进行清洗，而且当紫外线辐射与臭氧结合使用时，有机污染物和金属污染物（如铜杂质等）能够被有效去除。紫外-臭氧技术也被广泛研究用于清洁电子封装中使用的有机和无机基底，例如苯并环丁烯钝化层、聚酰亚胺柔性板、有机印刷电路板和共晶焊料基表面。

除了紫外-臭氧处理在半导体和电子工业中作为清洁硅片和各种基板的手段外，紫外-臭氧处理在聚合物、粘接接头和复合材料的粘接增强方面也有着重要的应用。紫外-臭氧处理最初被认为是一种表面清洗方法，广泛应用于天然/合成聚合物基片的表面化学和润湿特性的改性。此外，紫外光和臭氧还具有对不同聚合物表面的单独和联合作用。

紫外臭氧清洗机和氧等离子体清洗机两者都可以用来对材料表面进行清洗和活化改性，两者都属于干式清洗方式，不会对环境造成污染，在清洗的同时还能改变基底的特性。