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      專業致力于提供電子行業的制造設備及工藝流程解決方案的plasma等離子體高新技術企業
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      等離子發生器等離子體概述
      等離子體是物質存在的第四種狀態。通常情況下物質有三種狀態:氣態、液 態、固態。在一定溫度和壓力下三態可以互相轉化。但在一定條件下, 如加熱、 放電等,氣體分子會發生解離、電離等過程,當產生的帶電粒子密度達到一定數 值時,物質狀態就會出現新的變化,這時的電離氣體已經不再是原來的氣體了, 人們把這時的狀態稱為等離子體態。 1.1.1 等離子發生器等離子體定義 什么是等離子發生器的等離子體?早期的定義為包含足夠多的正負電荷數目近于相等的帶電 粒子的物質聚集狀態。當然,在這個定義下也包含了固態等離子體和液態等離子體。晶格中正離子與自由電子組合或半導體中電子與空穴的組合等為固態等離子體。電解質溶液中正負離子的組合為液態等離子體。1994年國家自然科學基金委 員會在“等離子體物理學發展戰略調研報告”中提出等離子體是由大量帶電粒子組成的非凝聚系統。報告強調了等離子體的非凝聚系統屬性,排除了單純的固態 和液態。因此,等離子體是指在宏觀上呈電中性的電離態氣體,是電子、離子、 自由基和各種活性基團等粒子組成的集合體。其中正電荷總數和負電荷總數在數值上相等,故稱為等離子體。此等離子體定義既強調了等離子體微觀上的電離屬性,又強調了等離子體宏觀上的電中性。 作為具有一定電離度的氣體等離子體和普通氣體的主要區別在于組成和性質。組成上普通氣體是由電中性的分子或原子組成,而等離子體是由帶電粒子和中性粒子組成的集合體。性質上等離子體是一種導電流體,但在宏觀尺度上維 持電中性,其帶電粒子間存在庫侖力,運動行為會受到磁場影響或支配。 1.1.2等離子發生器等離子體發生 日常生活環境中因不具備等離子體產生的條件而使人們對等離子感到陌生。事實上,在一些特定的環境下是能看到自然界的等離子體現象的,如閃電、 極光等。在宇宙中,99%以上的物質均是以等離子體狀態存在的,如太陽等恒星。 在實驗條件下產生等離子體的方法很多,最重要和最普遍的方法就是氣體放電法。 近年來,隨著等離子體技術的成熟,大氣壓下氣體放電逐步發展起來,相比于低氣壓氣體放電,大氣壓氣體放電無需復雜的真空系統,使費用大大降低。目前, 實驗室中常用的大氣壓氣體放電有輝光放電(glow discharge)、介質阻擋放電(dielectric barrier discharge)、電暈放電(corona discharge)、滑動弧放電(gliding arc discharge)、火花放電(spark discharge)、射頻等離子體(radio-frequency plasma) 及微波等離子體(microwave plasma)。 1.1.3等離子體分類 等離子發生器等離子體按照不同的標準可分成不同種類。按存在方式分類可分為天然等離子體與人工等離子體。宇宙中99%以上的物質是以等離子體狀態存在的,稱為天然等離子體。如恒星星系、星云,地球附近 的閃電、極光、電離層等。人工等離子體如日光燈、霓虹燈中的放電等離子體, 等離子體炬中的電弧放電等離子體,氣體激光器及各種氣體放電中的電離氣體。? 按電離度分類可分為完全電離等離子體(α=1)和強電離等離子體(1>α>0.01)以及弱電離等離子體(α<0.01)。 按粒子密度分類可分為致密等離子體(粒子密度n為10^5~18cm-3)和稀薄等離子體(粒子密度n為10^12~14 cm-3)。 按熱力學平衡分類可分為完全熱力學平衡等離子體、局部熱力學平衡等離子體和非熱力學平衡等離子體。完全熱力學平衡等離子體(高溫等離子體),體系中 電子溫度T。和離子溫度T以及氣體溫度T完全一致,如太陽內部和核聚變。局 部熱力學平衡等離子體(熱等離子體),因等離子體中各物種溫度一般很難達到完 全的熱力學一致性,當其電子溫度、離子溫度和氣體溫度局部達到熱力學一致 性,即Te=Tg=3×10^6~3×10^8K時,稱其為局部熱力學平衡等離子體,如高頻等離子體、電弧等離子體等。非熱力學平衡等離子體(冷等離子體或低溫等離子體),等離子體內部的電子溫度高達上萬開爾文,而離子溫度和氣體溫度接近室溫, 即Te>Ti≈=Tg,從而形成了熱力學上的非平衡性。具體分類如下: 分類 高溫等離子體 低溫等離子體 ? ? 熱等離子體 冷等離子體 溫度范圍 10^6~10^8K 10^3~10^5K 10^2~10^5K 熱力學性質 熱力學平衡 局部熱力學平衡 非熱力學平衡 應用范圍 太陽上等離子體 電弧等離子體 輝光放電 ? 受控熱核聚變 高頻等離子體 電暈放電 ?
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      plasma真空等離子清洗機真空泵運作原理
      低壓真空等離子清洗機(vacuum plasma machine)是一種依靠物質在等離子體狀態下的活化作用,清除物體表面污漬的清洗設備。它屬于工業清洗中的干式清洗,需要真空泵制造出滿足清洗要求的真空條件,所需的等離子體主要是在真空、放電等特殊場合下由特定氣體分子產生,如低壓氣體輝光等離子體。plasma等離子清洗需要在真空狀態,因此需要一個真空泵來完成抽真空工作。 ? ? ? ? 它的主要原理步驟是:首先將需要清洗的工件送入真空室固定,啟動真空泵等裝置,開始抽真空,排出真空至約10Pa真空度;然后將等離子清洗用的氣體引入真空室(根據清洗材料不同,選擇不同的氣體,如氧、氫、氬、氮等),并將壓力保持在100Pa左右;在真空室內的電極和接地裝置之間施加高頻電壓,使氣體被擊穿,并通過輝光放電使氣體離子化,產生plasma等離子體;在真空室內產生的等離子體完全覆蓋被清洗工件后,開始清洗工作,清洗過程持續幾十秒至幾分鐘。全過程依賴于等離子體在場域中進行電磁轟擊和表面處理,大部分的物理清洗過程都需要高能量低壓力。 ? ? ? ? 在轟擊之前,先將物體表面的原子和離子轟擊。因為要加速等離子體,因此需要很高的能量,使原子和離子在等離子體中的速度可以變得更高。需要低氣壓,是為了方便在原子碰撞之前增加它們之間的平均距離,平均自由程越長,轟擊被清洗物表面的離子的幾率就越大。這樣就可以實現表面處理、清洗和刻蝕的效果(清洗過程中有一種輕微的蝕刻過程);清洗完成后,排出蒸發的污垢和清洗氣體,同時將空氣送回室內真空,使其恢復到正常的大氣壓。 ? ? ? ? 清洗時,在真空泵控制真空室的真空環境下,氣體的流量決定發光色度:如果顏色重,說明真空度低,氣體流量大;如果偏白,說明真空度高,氣體流量??;具體需要根據需要的處理效果來定,確定真空泵要達到的真空度。 ? ? ? ? 作為一種精密的干式清洗設備,plasma真空等離子清洗機廠家主要將設備用于清洗混合集成電路、單片集成電路管殼和陶瓷基板;適用于半導體、厚膜電路、元件封裝前、硅片刻蝕后、真空電子、連接器和繼電器等行業的精密清洗,能清除金屬表面上的油脂、油污等有機物和氧化層。它也可以用于塑料、橡膠、金屬、陶瓷等表面活化,以及生命科學實驗等。
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      等離子表面處理機印刷、粘結、焊接前處理工藝
      等離子表面處理可提高各種材料的表面粘附能力,使各種材料在印刷、噴涂、粘結、焊接等工藝中,使膠水、油墨、焊點、涂層等,有效地粘附在材料表面,確保牢固度。 ? ? ? ? 有關印刷的移印、絲印、印花、熱轉印、印字、噴碼等工序,在這些工序中,等離子表面處理具有顯著的效果,在印刷之前,先進行等離子表面處理,以提高材料的表面附著力和親水性,使印刷后的印刷品滿足客戶的各種檢驗要求,這些檢驗要求,有的是用特定型號的3M膠帶進行的,有的是用印花牢度來判斷印刷是否符合客戶的要求,有的是用指甲摩擦來檢測;有的用百格來檢測;有的是用特殊的棉織品進行摩擦來檢測;不管是哪一種檢測方法,目的都是檢測印刷方面的牢固程度,測試是否符合客戶的要求。 ? ? ? ? 噴涂方面,涉及到不銹鋼噴涂、塑件上噴涂等,這些工藝一般應用于不銹鋼保溫杯、汽車零件上,需要進行預處理的產品,產品使用的特殊性體現在產品使用環境和使用頻率上。如汽車上的一些零件,材料一般選用PP+GF,這種材料的特點是表面粘結力低,但材料本身耐熱、耐磨、韌性好,但耐腐蝕性不高,所以在后續工藝中需要對材料表面噴涂耐腐蝕層,由于材料本身的粘結力低,用等離子表面處理機進行表面處理,對于后續噴涂牢固度,可以有效地保證;如不銹鋼保溫杯等,在噴涂之前,需要進行多道酸洗工藝,保證不銹鋼表面的污染物得到有效清洗,使用等離子表面處理設備,可替代噴涂前的酸洗工藝。 ? ? ? ? 粘結方面,主要體現在糊盒機、PP+木漿棉粘接、LED燈防水膠水粘結前、汽車喇叭和蜂鳴器粘結前等,這些粘結工藝中材料都有一個特點:表面粘結強度低,膠水難以有效粘結。如覆膜紙箱,UV涂覆紙箱,表面粘合力低,一般粘合前,用打磨機進行粘合前的打磨,如LED燈防水膠水涂前,一般都是用洗版水等化學藥劑清洗粘膠前表面,再涂膠。如汽車零件,一般在涂膠前,先用聚丙烯水涂覆表面,然后再涂膠。而且用等離子清洗設備,完全可以代替打磨機,代替洗版水,替代PP水,符合國家環保要求,無污染屬于干法清洗。 ? ? ? ? 焊接方面,一般都是新能源電池—鋰電池、軟包電池、極耳、鎳片焊接前等離子清潔表面,PCB板微型焊面,對粘接芯片、基片或基板采用合適的清洗工藝十分重要,在進行傳統的溶劑清洗之后,再加入一個干式離子清洗過程,可以更有效地去除殘留物和氧化物。 ? ? ? ? 等離子清洗技術可用于各種PCB通孔、焊墊、基材及光學玻璃觸控屏的清洗,包括印刷、貼合、噴涂、噴墨、電鍍前的表面活化、清洗、涂布、鍍膜、改質、接枝、粗化等。
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      等離子表面活化機
      材料表面必須有良好的潤濕性,使其在噴漆、粘接、印刷或壓焊時能與粘接材料很好的粘接。不僅含有油和油脂的污垢會阻礙潤濕,而且許多材料的表面也不能被各種液體、粘合劑和涂層完全潤濕。液體滴落后,即使固化干燥后,也不能很好的附著在表面,使用等離子表面活化機對表面進行活化可處理。 ? ? ? ? 這是因為基材的表面能低,正常來說表面能較低的材料是可以潤濕表面能較高的材料,但反過來表面能較高的材料是不能潤濕表面能較低的材料。添加液體的表面能量,也稱為表面張力,在任何情況下都必須低于基質的表面能。大多數塑料的表面能很低,由于表面是非極性的,液體分子找不到可以聚集的連接點,所以不能被膠粘劑和涂料潤濕。增加材料表面的表面能,從而使表面被激活,活化表面為添加的液體建立了一個聚集點。 ? ? ? ? 一般可以使用化學底漆和液體附著力促進劑來活化材料表面。但這種處理方法往往腐蝕性強,對環境有害。一方面在后續加工前必須進行充分的通風,另一方面不能長時間保持活化狀態。例如聚烯烴等非極性材料是不能被化學底漆充分活化的。 ? ? ? ? 此外,它還可以在電弧電暈中被激活活化。這是大氣壓等離子表面活化機處理的一種形式,但只能處理平面或凸面,在處理時會引入電弧。對于常壓等離子活化清洗機,電弧等離子將通過噴嘴噴出,因此復雜零件的表面也可以進行活化。 ? ? ? ? 在空氣或氧等離子體中活化時,塑料聚合物的非極性氫鍵可以被氧鍵取代。它可以提供自由價電子與液體分子結合,從而提高表面極性。通過低壓或常壓下的等離子體活化,“非粘性”塑料,如聚甲醛、聚乙烯和聚丙烯,也可以具有良好的粘附性和可噴涂性。所需的表面能可以非常精準地調節,這也可以避免過度活化,過度活化會導致蝕刻。 ? ? ? ? 在低壓等離子體中,可以使用除空氣和氧氣之外的其他氣體,并且這些氣體必須能夠在氧的位置吸附氮(N2)、胺(NHx)或羰基(-COOH)作為反應基團。塑料表面的活性二十四小時內后依然有效。但后續處理還是要盡快進行,因為隨著老化,會吸附新的污垢。PTFE的粘附也可以通過等離子體處理來實現,然而這不活化,而是蝕刻。 ? ? ? ? 金屬、陶瓷和玻璃通常比塑料具有更高的表面能。如果需要對他們進行粘接或者印刷等處理,使用等離子表面活化機活化是有優勢的。焊料合金的表面張力很高,然而依舊會有一些脫離金屬表面,因此,經過等離子體活化可以改善焊接過程中的潤濕性,金屬的活化大多有效時間很短,焊接必須立即進行。
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      等離子處理技術與粘接涂層性能的提高
      阻隔涂層可以用于包裝的內部外部,而具體選擇哪種方法則需要考慮許多因素,等離子清洗機處理技術在此應用是行之有效的辦法。PET容器不同部位的氣體滲透率也不同,這是由于塑料內部分子在雙軸取向上有差異。外層涂層易產生機械損傷;但是為了提高抗刮痕性,可采用二次涂層工藝進行處理。 ? ? ? ? 內涂層的優點是能防止包裝瓶材料的變化產生對食品性能的影響,但內層與食品直接接觸,必須考慮兩者的相互作用。灌裝瓶內壁的涂層需要承受高強度的清潔,清潔時涂層可能會脫落。在真空內涂層涂覆系統工作時,為了防止瓶體被壓裂,還需要將瓶體外部空間抽成真空。 ? ? ? ? 在提高聚合物的力學和光學性能的同時,還要保證聚合物具有良好的粘接性能,所以需要進行等離子表面處理。涂層處理前的基底表面狀況是決定真空沉積阻隔涂層性能的重要因素。許多常用的聚合物具有較低的表面能,所以很難通過涂層處理得到性能優良的阻隔層。使用等離子處理技術利用高能離子、自由基、電子和中性粒子等對材料表面進行處理,可使材料表面改性的幾個分子達到一定深度。在等離子表面處理改性過程中,不僅可以去除污物(例如有機物),還可產生某些功能極性基團,促進了鍵聯作用,并通過交聯作用產生酬化效應。 ? ? ? ? 在卷繞涂覆的過程中,常采用電暈放電技術,對于許多聚合物來說既有效又經濟。新近研制的表面處理工藝,可以根據實際應用情況,在射頻廠將混合氣體電離,結合直流磁控管濺射技術,使用等離子處理技術對表面進行氧化、氮化、氨化或水解等處理,以增強材料的表面能,提高其結合性能。另外,所選材料的表面形態對阻隔層的性能也有很大影響。比如,光滑平坦的基底更容易涂覆高質量的隔斷層。
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      等離子清洗機不同氣體顏色都是什么樣的
      等離子清洗機的起弧裝置讓具有活躍能激發態的原子、離子或分子向下能越級發光,從而形成等離子體的顏色。因為每種氣體中的能級有不同的能量轉換,所以每種工藝氣體表現出不同的發光特性,從而產生不同的顏色特性。等離子清洗過程中常用的典型氣體顏色如下: CF4:藍色 SF6:淡藍色 SiF4:淺藍色 SiCl4:淺藍色 Cl2:淺綠色 CCl4:淺綠色 H2:粉紅色 O2:淡黃色 N2:紅色至黃色 Br2:紅色 He:紅色至紫色 Ne:磚紅色 Ar:暗紅色 等離子清洗機的輝光顏色不僅可用于識別是哪種工藝氣體,還可用于定性評估工藝氣體是否不含污染物。
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