等离子清洗机的原理与应用

等离子清洗机(plasma cleaner)也叫等离子清洁机，或者等离子表面处理仪，是一种全新的高科技技术，利用等离子体来达到常规清洗方法无法达到的效果。等离子体是物质的一种状态，也叫做物质的第四态，并不属于常见的固液气三态。对气体施加足够的能量使之离化便成为等离子状态。等离子体的“活性”组分包括：离子、电子、原子、活性基团、激发态的核素(亚稳态)、光子等。等离子清洗机就是通过利用这些活性组分的性质来处理样品表面，从而实现清洁、涂覆等目的。

等离子清洗机的清洗原理

等离子体是物质的一种存在状态，通常物质以固态、液态、气态三种状态存在，但在一些特殊的情况下有第四种状态存在，如地球大气中电离层中的物质。等离子体状态中存在下列物质：处于高速运动状态的电子；处于激活状态的中性原子、分子、原子团(自由基);离子化的原子、分子；未反应的分子、原子等，但物质在总体上仍保持电中性状态。

在真空腔体里，通过射频电源在一定的压力情况下起辉产生高能量的无序的等离子体，通过等离子体轰击被清洗产品表面，以达到清洗目的。

等离子清洗机的工作原理

等离子清洗机原理是在真空状态下使电极之间形成高频交变电场，区域内气体在交变电场的激荡下，形成等离子体，活性等离子对被清洗物进行物理轰击与化学反应双重作用，使被轰击与化学反应双重作用，使被清洗物表面物质变成粒子，和气态物质，经过抽真空排出，而达到清洗目的。

等离子体清洗机作为一种精密干法清洗设备，应用于半导体、厚膜电路、元器件封装前、COG前工序、LED后工序、真空电子、连接器和继电器等行业的精密清洗、塑料、橡胶、金属和陶瓷等表面的活化以及生命科学实验等。

等离子体的种类

(1)从温度上区分，可分为高温等离子体和低温等离子体两类。

(2)从气体活泼程度区分，根据产生等离子体时应用的气体的化学性质不同，可分为活泼气体等离子体和惰性气体等离子体两类。

等离子体与物体表面的作用

在等离子体中除了气体分子、离子和电子外，还有存在受到能量激励状态电中性的原子或原子团(又称自由基)，以及等离子体发射出的光线，其中波的长短、能量的高低,在等离子体与物体表面相互作用时有着重要的作用。

(1)原子团等自由基与物体表面的反应

(2)电子与物体表面的作用

(3)离子与物体表面的作用

(4)紫外线与物体表面的反应

等离子清洗机的结构

等离子清洗机的结构主要分为三个大的部分组成，分别是控制单元、真空腔体以及真空泵。就以下三个部分做一个陈述：

一、控制单元：

目前国内使用的等离子清洗机，包括国外进口的，控制单元主要分为半自动控制、全自动控制、PC电脑控制、液晶触摸屏控制四种方式。

而控制单元又分为两个大的部分：

(1)电源部分：主要电源频率有三种，分别是40KHz、13.56MHz、2.45GHz，其中13.56MHz是需要电源匹配器的，而2.45GHz又称为微波等离子，主要的功能作用，前面已经提到了，这里就不一一介绍了。

(2)系统控制单元：分三种，按钮控制(半自动、全自动)、电脑控制、PLC控制(液晶触摸屏控制)。

二、真空腔体：

真空腔体主要是分为两种材质的：(1)不锈钢真空腔体，(2)石英腔体。

三、真空泵：

真空泵分为两种：(1)干泵 、(2)油泵

等离子清洗机的应用：

•粘接前进行表面清洁。

•喷漆前进行表面清洁。

•涂层前进行表面清洁。

•组装前的表面清洁。

•创建亲水表面。

•创建疏水表面。

•减少摩擦(交联)。

•消除表面污染。

•表面消毒。

•增加生物相容性。

•焊接前进行表面清洁。

•去除焊剂。

•引线键合之前的表面准备。

等离子清洗机的具体应用

等离子清洗机产生等离子体的装置是在密封容器中设置两个电极形成电场，用真空泵实现一定的真空度，随着气体愈来愈稀薄，分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长，受电场作用，它们发生碰撞而形成等离子体，这些离子的活性很高，其能量足以破坏几乎所有的化学键，在任何暴露的表面引起化学反应，不同气体的等离子体具有不同的化学性能，如氧气的等离子体具有很高的氧化性，能氧化光刻胶反应生成气体，从而达到清洗的效果；腐蚀性气体的等离子体具有很好的各向异性，这样就能满足刻蚀的需要。利用等离子处理时会发出辉光，故称之为辉光放电处理。

等离子体清洗的原理，主要是依靠等离子体中活性粒子的“活化作用”达到去除物体表面污渍的目的。就反应机理来看，等离子体清洗通常包括以下过程：无机气体被激发为等离子态；气相物质被吸附在固体表面；被吸附基团与固体表面分子反应生成产物分子；产物分子解析形成气相；反应残余物脱离表面。

等离子清洗机的Zda特点是不分处理对象的基材类型，均可进行处理，等离子清洗机对金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料，如聚丙烯、聚脂、聚酰亚胺、聚氯乙烷、环氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地处理，并可实现整体和局部以及复杂结构的清洗。