等離子清洗機的特點是它不分處理對象,可處理不同的基材,無論是金屬、半導(dǎo)體、氧化物還是高分子材料(如聚丙烯、聚氯乙烯、據(jù)四氟乙烯、聚酰亞胺、聚酯、環(huán)氧樹脂等高聚物)都可用等離子體很好地處理,因此,特別適合不耐熱和不耐溶劑的基底材料。而且還可以有選擇地對材料的整體、局部或復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行部分清洗。在完成清晰去污的同時,還能改變材料本身的表面性能,如提高表面的潤濕性能,改善膜的附著力等,這在許多應(yīng)用中都是非常重要的。
根據(jù)用途的不同,可選用多種構(gòu)造的等離子清洗設(shè)備,并可通過選用不同種類的氣體,調(diào)整裝置的特征參數(shù)等方法使工藝流程實現(xiàn)合理化,但等離子清洗機裝置的基本結(jié)構(gòu)大致是相同的,一般裝置可由真空室、真空泵、高頻電源、電極、氣體導(dǎo)入系統(tǒng)、工件傳送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等部分組成。通常使用的真空泵是旋轉(zhuǎn)油泵,高頻電源通常用13.56M赫茲的無線電波。
等離子清洗機的運行過程如下:
(1)被清洗的工件送入真空室并加以固定,啟動運行裝置,開始排氣,使真空室內(nèi)的真空程度達(dá)到10Pa左右的標(biāo)準(zhǔn)真空度。一般排氣時間大約需要2min。
(2)向真空室引入等離子清洗用的氣體,并使其壓力保持在100Pa。根據(jù)清洗材質(zhì)的不同,可分別選用氧氣、氫氣、氬氣或氮氣等氣體。
(3)在真空室內(nèi)的電極與接地裝置之間施加高頻電壓,使氣體被擊穿,并通過輝光放電而發(fā)生離子化和產(chǎn)生等離子體。讓在真空室產(chǎn)生的等離子體*籠罩在被處理工件,開始清洗作業(yè)。一般清洗處理持續(xù)幾十秒到幾分鐘。
(4)清洗完畢后切斷高頻電壓,并將氣體及汽化的污垢排出,同時向真空室內(nèi)鼓入空氣,并使氣壓升至一個大氣壓。
等離子體的產(chǎn)生主要是靠電子去撞擊中性氣體原子,使中性氣體原子解離而產(chǎn)生等離子體,但中性氣體原子核對其外圍的電子有一束縛的能量,我們稱它為束縛能,而外界的電子能量必須大于此束縛能,才會有能力解離此中性氣體原子,但是,此外界的電子往往是能量不足的,沒有解離中性氣體原子的能力,所以,我們必須用外加能量的方法給原子電子能量,使電子有利用解離此中性氣體原子。要外加能量給電子,簡單的方法就是用平行電極板加一直流電壓,電子在電極中,會被帶正電的電極所吸引而加速,在加速的過程中電子可以累積能量,當(dāng)電子的能量達(dá)到某一程度時,就有能力來解離中性氣體原子。