等离子清洗机介绍及应用原理

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等离子体和固体、液体或气体一样，是物质的一种状态，也叫做物质的第四态。从通常的能量排布：气体>液体>固体的角度来说，等离子的能量比气体更高，能表现出一般气体所不具有的特性，所以也被称为物质的第四态。当气体电离生成电子正离子一般在段时间内发生结合，回到中性分子状态，这个过程产生的电子、离子的一部分能量以电磁波等不同形式消耗，在分子离解时常生成自由基，生成的电子结合中性原子，分子形成负离子。因此，整个等离子体是电子正负离子激发态原子，原子以及自由基的混合状态。因为各种化学反应都是在高激发态下进行的，与经典的化学反应完全不同。这样使等离子体的原子或分子的本性通常都发生改变，即使是较稳定的惰性气体也会变得具有很强的化学活泼性。等离子体在电磁场的作用下高速运动，冲击物体表面，起到清洗、刻蚀、活化、改性的目的。

应用： 1. 电子行业 1.1 灌装 - 提高灌注物的粘合性 灌装是指通过灌注树脂来保护电子元件。灌装前的等离子活化可以确保良好的密封性，减少电流泄露，提供很好的邦定性能。灌装提供了绝缘性，还可以防止潮湿、高/低温、物理及电子应力的影响。 1.2 邦定板的清洁 - 改善打线效果 大气式等离子清洗机在邦定板的清洁领域。在生产中，等离子笔可以很容易的集成到邦定机上，实现在线式清洁。等离子笔的清洁效果比类似电晕放电等技术要好的多，而且处理的温度也更低。低运行成本（工艺气体是压缩空气）、低设备成本使等离子笔在邦定清洁领域大受欢迎。 1.3 改善塑胶材料的胶接性能 等离子技术很适合处理胶接前的塑料、金属、陶瓷、玻璃等材料。在处理时可以在原子级别使表面粗糙化，从而提供更多的表面结合位置，改善粘合效果。同时，还可以通过等离子中的活性原子化学性的改变表面，从而在基体材料表面形成很强的化学键。这些急性键可以帮助水和粘合剂浸润到所有塑料缝隙中。这样就可以极大地改善粘合性能。在有些应用中，结合力甚至可以提高50倍以上。

2. 生物医疗 2.1 活化 - 改善细胞和生物材料对临床诊断平台的粘附性 免疫诊断、细胞培养基及其他临床诊断培养基的平台大多是聚合物材料。这些材料具有很好的惰性、机械稳定性。它们不能提供足够的结合点来使细胞和具有生物活性的分子有效的结合在它们的表面。为了细胞繁殖和生物分子吸附，必须对合成聚合物平台的表面进行改性来改善它们的性能。 2.2 氨化 - 氨化为聚合物材料提供可结合生物和传感器分子的结合点 在生物科学材料技术中，特别是细胞培养和医学诊断平台中，表面氨化是一个很重要的工艺。氨基可以为惰性聚合物平台提供一个吸附生物和传感器分子的结合点。 2.3 其他功能性 - 改善生物活性分子对细胞培养平台的选择性粘合

3.医疗器械 3.1 微流体器件 微流体装置需要亲水性的表面以便于分析物可以持续平缓的流经 用等离子体处理可以氧化微通道的表面，使它们变成亲水性，从而防止气泡的形成。电动抽吸时的表面电荷密度同样会影响流动速率。等离子体可以有效地促进带电表面的电渗透流动。这是用等离子处理微流体器件的又一个好处。 3.2 医用导管 - 通过减少蛋白质在导管上粘合来尽量减少凝血酶原，提高生物相容性。 为了在提高体内材料的生物相容性，等离子处理通过对表面进行特殊的改性从而大大提高了这些涂层的结合力度。这是通过活化惰性表面来实现的。这种处理的工艺取决于特定的基体材料、抗凝血酶的合成物以及期望的产品寿命。 3.3 药物输送 - 解决药物粘附在计量腔壁上的问题 带有计量腔体的药物输送装置不允许药物粘附在其内壁上。通过等离子增加化学气相沉积（PECVD）可以把这种涂层很容易的粘附在大多数材料表面。 3.4 防止生物污染 - 提高体内和体外医疗器械的生物相容性 材料的表面能决定了浸润性、可印刷性、化学稳定性和生物污染等性能。通常，高表面能的材料是亲水性的，对细胞和蛋白质等生物材料是可浸润的；低表面能的材料则表现出疏水和"不粘"的性质。

4. 光学领域 4.1 镜片清洗 清洗是等离子体最常见的应用。等离子清洁机通常用来去

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除有机薄膜。去除表面上的有机污染层后就得到了非常清洁的表面。 4.2 隐形眼镜 - 提高隐形眼镜的浸润性 等离子体广泛的应用在隐形眼镜的生产中。等离子用来在镀膜前活化镜片材料，也可用来侵蚀表面，暴露出下面的表层。 4.3 光纤 - 改善光纤连接器的光学传输 玻璃纤维的有机污染会降低传输率，影响一致性。即使保 持光学路径的清洁，塑料气泡、粘合剂的防气、指纹等也会造成有机污染。等离子可以分解这些表面污染，使之变成惰性的和挥发性的气体。

5. 橡胶 5.1 表面摩擦力 - 减少密封条和O型圈的表面摩擦力 具有弹性和可变形性的聚合物可用来制作密封条和O型圈。但这些性能也会导致表面的摩擦和磨损。等离子体通过可控的化学和物理改性可减少摩擦力。 5.2 粘结 - 提高粘合剂对橡胶的粘结力 橡胶材料很难粘合在橡胶或其他材料上。使用等离子体中的离子加速撞击表面或化学刻蚀来选择性的改变表面形态，从而提供更多的结合点，提高粘合性。

6. 印刷电路板（PCB） 6.1 去孔内胶渣 孔内去胶渣是目前等离子技术在PCB领域应用较多、较广的工艺。胶渣也是以碳氢化合物为主，能够与等离子中的离子或自由基很容易的发生反应，生成挥发性的碳氢氧化合物，最后由抽真空系统带出。 6.2 特氟隆具有低传导性，是保证信号快速传输、绝缘性好的很好的材料。但这些特性又使特氟隆很难进行电镀。因此在镀铜之前必须先用等离子活化特氟隆的表面。 6.3 去除碳化物 激光钻孔时产生的碳化物会影响孔内镀铜的效果。可以用等离子体来去除孔内的碳化物。针对FPC而言，在经压制，丝印等高污染工序后同样会有细小残胶留于铜面，在后续表面处理时造成漏镀，异色等问题，同样用等离子可去除表面残胶。 6.4 清洁功能电路板（FPC/PCB）表面清洁。

7. 光盘领域 7.1 清洁 - 光盘模板清洁 7.2 钝化 - 模板钝化 第一次电铸生成的模板叫"父版". 在用"父版"生成"母版"前，首先要对"父版"进行氧化钝化。同样地，在用"母版"生成"子版"前，也要对"母版"进行钝化。 7.3 改善 - 消除复制污点 聚碳酸脂较差的脱模性会使得当模板从模具上卸下时易被划伤和阻塞。使用等离子体技术去除光刻胶时，可以减少大约70%的这些缺陷，硬斑点可减少10%，而DVD上的水纹则全部被消除。

用于半导体工业、太阳能以及平板显示器 1 半导体行业 1.1 晶圆制造： 光刻胶的去除 1.2 微机电系统（MEMS）： SU-8胶的去除 1.3 芯片封装： a) 引线焊盘的清洁 b) 倒装芯片底部填充 c) 改善封胶的粘合效果 1.4 失效分析： 拆装 2 太阳能电池： 太阳能电池片的刻蚀 3 平板显示 3.1 ITO面板的清洁活化 3.2 光刻胶的去除 3.3 邦定点的清洁（COG） 高分子材料 等离子体技术在高分子科学上的应用，大致可分为三个方面：(1)等离子体聚合；(2)等离子体引发聚合；(3)高分子材料的等离子体表面改性。 膜材料 离子体增强化学气相沉积(FACVD)、反应离子镀(ARE)、等离子体增强外延生长(PAE)等。低温等离子体在薄膜技术中的应用，无疑是以等离子体化学反应为基础，充分研究和利用等离子体化学反应将在下列方面优化薄膜工艺： 1、膜材质多样化，由单一的金属、介质膜，发展到有机化合物、高分子、金属有机化合物及它们的复合膜； 2、膜结构多样化，已制备出非晶、微晶、多晶及交联状薄膜； 3、膜性高功能化，通过控制反应物种、配比、反应条件，可以获得迭层、复合、共混、共聚等多种形态的薄膜，满足高功能要求， 4、膜品质高优化。充分发挥化学键结合和过渡、界面层理论，可以在各种基体上实现薄膜的超薄、致密、无针孔、均匀、结合强度高的薄膜; 5、膜生长低温化，部分无机化合物薄膜用CVD和FACVD在低温下生长，是等离子体化学反应降低成膜温度的一个例子。等离子体化学成膜的基本原理是在室温或较低温度时，从外部给气体施加电磁场形成等离子态，这时由于气体发生离解，产生蒸气压很低的物质，它在固体表面沉积形成薄膜。等离子体反应薄膜沉积可分为溅射、离子镀、等离子化学气相沉积、等离子表面改性和聚合等类型。其中最引人注目的是等离子化学气相沉积方面的研究，最具代表性的是等离子体氮化硅膜（P-SiN）和等离子体氧化硅膜（P-SiO，P-PSG）。 等离子清洗机设备应用于：等离子体清洗、刻蚀、灰化、涂镀和表面

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处理。通过其处理，能够改善材料表面的润湿能力，进行涂覆、镀等操作，能够增强粘合力、键合力，同时去除有机污染物、油污或油脂。作为等离子体应用技术的世界领先者，等离子设备广泛应用于航空国防、光电电子、集成电路、生命科学、纳米材料、半导体、科研、材料物理、汽车制造、光学仪器等领域。

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