等離子清洗機的原理及應用

                              等離子清洗機原理及應用

 等離子清洗機(plasma cleaner)也叫等離子表面處理儀（Plasma surface treatment）,是一種全新的高科技技術(shù)，利用等離子體來(lái)達到常規清洗方法無(wú)法達到的效果。

等離子清洗機原理：

等離子體和固體、液體或氣體一樣，是物質(zhì)存在的一種狀態(tài)，也叫做物質(zhì)的第四態(tài)。通常物質(zhì)以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種狀態(tài)存在，但在一些特殊的情況下有第四種狀態(tài)存在，如地球大氣中電離層中的物質(zhì)。等離子體狀態(tài)中存在下列物質(zhì)：處于高速運動(dòng)狀態(tài)的電子；處于激活狀態(tài)的中性原子、分子、原子團（自由基）；離子化的原子、分子；未反應的分子、原子等，但物質(zhì)在總體上仍保持電中性狀態(tài)。

等離子清洗機就是通過(guò)利用這些活性組分的性質(zhì)來(lái)處理樣品表面，通過(guò)射頻電源在一定的壓力情況下起輝產(chǎn)生高能量的無(wú)序的等離子體，通過(guò)等離子體轟擊被清洗產(chǎn)品表面，從而實(shí)現清潔、改性、光刻膠灰化等目的。等離子清洗機除了具有超清洗功能外，在特定條件下還可根據需要改變某些材料表面的性能。等離子體作用于材料表面，使材料表面分子的化學(xué)鍵發(fā)生重組，形成新的表面特性，不但增強了材料的粘附性、相容性和浸潤性，而且達到消毒和殺菌目的。等離子清洗機廣泛應用于光學(xué)、光電子學(xué)、電子學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、高分子科學(xué)、生物醫學(xué)、微觀(guān)流體學(xué)等領(lǐng)域。 

等離子清洗與傳統濕法清洗九大優(yōu)勢：

v 等離子體清洗技術(shù)的特點(diǎn)是不分處理對象的基材類(lèi)型，均可進(jìn)行處理，對金屬、半導體、氧化物和大多數高分子材料，如聚丙烯、聚脂、聚酰亞胺、聚氯乙烷、環(huán)氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地處理，并可實(shí)現整體和局部以及復雜結構的清洗；

v 等離子清洗是干性清洗，無(wú)需再次干燥處理，處理效率高；

v 等離子清洗有效避免三氯乙烷等有害溶劑對人體的傷害，同時(shí)也避免了濕法清洗對樣品的損壞；

v 等離子清洗不會(huì )產(chǎn)生有害污染物，綠色環(huán)保無(wú)污染；

v 等離子清洗更完全，不會(huì )因為清洗樣品的形狀和角度清洗不干凈；

v 等離子清洗效率高，幾分鐘內即可完成；

v 等離子清洗設備成本低，由于不使用價(jià)格昂貴的有機溶劑，所以整體成本低于傳統的濕法清洗；

v 等離子清洗清潔衛生，避免了對清洗液的運輸、存儲、排放等處理措施；

v 等離子體清洗可改善材料本身的表面性能。如提高表面的潤濕性能、改善膜的黏著(zhù)力等。

等離子清洗機主要結構：

 等離子清洗機的結構主要由控制單元、真空腔體以及真空泵三個(gè)大的部分組成?？刂茊卧?/span>有半自動(dòng)控制、全自動(dòng)控制、PC電腦控制、液晶觸摸屏等四種控制方式。控制單元又分為兩大部分電源部分、系統控制單元。電源部分主要有40KHz、13.56MHz、2.45GHz三種電源頻率；系統控制單元主要有按鈕控制（半自動(dòng)、全自動(dòng)）、電腦控制、PLC控制（液晶觸摸屏控制）方式。真空腔體有不銹鋼、石英兩種材質(zhì)。真空泵常用的有干泵和油泵兩種。

等離子清洗機清洗特點(diǎn)：

v 自動(dòng)化程度高，可編程自動(dòng)完成整個(gè)實(shí)驗過(guò)程；

v 手動(dòng)、自動(dòng)兩種工作模式，可根據客戶(hù)需求任意切換控制；

v 控制精度高，樣品清洗表面質(zhì)量有保證，不會(huì )產(chǎn)生損傷層；

v 美國霍尼韋爾真空壓力傳感器，性能穩定可靠；

v 美國氣體浮子流量計，流量顯示準確；

v 雙路氣體控制方式，氣體控制更加穩定；

v 弧形電極板設計，清洗更完全；

v 艙體、管路、閥體全部采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材質(zhì)，防腐不生銹；

v 無(wú)需任何耗材，使用成本低；

v 由于采用真空等離子清洗，無(wú)二次污染；

v 免維護，在日常使用過(guò)程中保持儀器清潔即可。

等離子清洗機主要應用領(lǐng)域：

 等離子清洗機在科學(xué)研究各方面已經(jīng)取得了廣泛的運用，涉及材料學(xué)，光學(xué)，電子學(xué)，醫藥學(xué)，環(huán)境學(xué)， 生物學(xué)等不同領(lǐng)域，主要用于以下實(shí)驗：

                                              v 表面清潔  

v 表面活化                                     

v 鍵合

v 去膠

v 金屬還原

v 簡(jiǎn)單刻蝕

v 器械的消毒

v 去除表面有機物

v 疏水實(shí)驗

v 鍍膜前處理等

一、等離子清洗機在橡塑行業(yè)

我們在工業(yè)應用中發(fā)現一些橡膠塑料件在進(jìn)行表面連接的時(shí)候會(huì )出現粘接困難的問(wèn)題，這是因為聚丙烯、PTFE等橡膠塑料材料是沒(méi)有極性的，這些材料在未經(jīng)過(guò)表面處理的狀態(tài)下進(jìn)行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差，甚至無(wú)法進(jìn)行。有些工藝用一些化學(xué)藥劑對這些橡塑表面進(jìn)行處理，這樣能改變材料的粘接效果，但這種方法不易掌握，化學(xué)藥劑本身具有毒性，操作非常麻煩，成本也較高，而且化學(xué)藥劑對橡塑材料原有的優(yōu)良性能也有影響。利用等離子技術(shù)對這些材料進(jìn)行表面處理，在高速高能量的等離子體的轟擊下，這些材料結構表面得以最大化，同時(shí)在材料表面形成一個(gè)活性層，這樣橡膠、塑料就能夠進(jìn)行印刷、粘合、涂覆等操作。應用等離子技術(shù)對橡塑表面處理，其操作簡(jiǎn)單，處理前后沒(méi)有有害物質(zhì)產(chǎn)生，處理效果好，效率高，運行成本低。

等離子表面處理技術(shù)的應用領(lǐng)域包括橡膠、復合材料、玻璃、布料、金屬等，涉及各行各業(yè)。

二、等離子清洗機在汽車(chē)行業(yè)

v 點(diǎn)火線(xiàn)圈

     隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，其各方面性能要求越來(lái)越高。點(diǎn)火線(xiàn)圈有提升動(dòng)力，最明顯的效果是提升行駛時(shí)的中低速扭距；消除積碳，更好的保護發(fā)動(dòng)機，延長(cháng)發(fā)動(dòng)機的壽命；減少或消除發(fā)動(dòng)機的共振；燃油充分燃燒，減少排放等諸多功能。要使點(diǎn)火線(xiàn)圈充分發(fā)揮它的作用，其質(zhì)量、可靠度、使用壽命等要求必須達到標準，但是目前的點(diǎn)火線(xiàn)圈生產(chǎn)工藝尚存在很大的問(wèn)題——點(diǎn)火線(xiàn)圈骨架外澆注環(huán)氧樹(shù)脂后，由于骨架在出模具前表面含大量的揮發(fā)性油污，導致骨架與環(huán)氧樹(shù)脂結合面粘合不牢靠，成品使用中，點(diǎn)火瞬間溫度升高，會(huì )在結合面微小的縫隙中產(chǎn)生氣泡，損壞點(diǎn)火線(xiàn)圈，嚴重的還會(huì )發(fā)生爆炸現象。點(diǎn)火線(xiàn)圈骨架使用等離子處理后，不僅可去除表面的難揮發(fā)性油污，而且可大大提高骨架表面活性，即能提高骨架與環(huán)氧樹(shù)脂的粘合強度，避免產(chǎn)生氣泡，同時(shí)可提高繞線(xiàn)后漆包線(xiàn)與骨架觸點(diǎn)的焊接強度。這樣一來(lái)點(diǎn)火線(xiàn)圈在生產(chǎn)過(guò)程中各方面性能得到明顯改善，提高了可靠度和使用壽命。

v 發(fā)動(dòng)機油封片

    發(fā)動(dòng)機曲軸油封起防止發(fā)動(dòng)機機油從發(fā)動(dòng)機中滲漏和防止異物進(jìn)入發(fā)動(dòng)機內部的作用。曲軸油封是發(fā)動(dòng)機的零件之一,在高溫下與機油相接觸，因此需要采用耐熱性和耐油性優(yōu)良的材料。目前高檔轎車(chē)普遍使用聚四氟乙烯材料，隨著(zhù)汽車(chē)性能要求的不斷提高，越來(lái)越多的廠(chǎng)家也已逐步使用該材料，其應用前景非常廣泛。聚四氟乙烯材料各方面性能優(yōu)異，耐高溫，耐腐蝕、不粘、自潤滑、優(yōu)良的介電性能、很低的摩擦系數，但未經(jīng)處理的PTFE材料表面活性差，其一端與金屬之間的粘接非常困難，產(chǎn)品無(wú)法滿(mǎn)足質(zhì)量要求。為了解決這一技術(shù)上的難題，就要設法改變PTFE（聚四氟乙烯）與金屬粘接的表面性能，而不能影響另一面的性能。工業(yè)中用萊鈉溶液處理雖然能在一定程度上提高粘接效果，但是卻改變了原有PTFE的性能。經(jīng)實(shí)驗證明，用等離子體轟擊需粘接的PTFE表面后，其表面活性明顯增強，與金屬之間的粘接牢固可靠，滿(mǎn)足了工藝的要求，而另一面保持原有的性能，其應用也越來(lái)越被廣泛認同。

v 汽車(chē)行業(yè)其他方面的應用

 隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，消費者對汽車(chē)的性能要求越來(lái)越高，如汽車(chē)的外觀(guān)、操作舒適性可靠性、使用耐久性等要求也不斷提高。為了滿(mǎn)足消費者的要求，各汽車(chē)廠(chǎng)家在生產(chǎn)汽車(chē)時(shí)更注重細節方面的優(yōu)化改進(jìn)，如進(jìn)行儀表板在柔性聚氨酯(PU)涂覆前處理；控制面板在粘合前處理；內部PP零件植縟前處理；汽車(chē)門(mén)窗密封件的處理。以前未經(jīng)任何處理儀表盤(pán)或控制面板涂覆效果非常差，不耐磨，容易掉漆等現象，用化學(xué)方法處理雖然能改變涂覆的效果，但同時(shí)也改變了儀表盤(pán)等基材的性能，使得其強度有所降低。目前很多廠(chǎng)家已經(jīng)使用等離子技術(shù)來(lái)處理這些基材，通過(guò)等離子體轟擊，材料表面微觀(guān)層面活性增強，能明顯改善涂覆效果。根據實(shí)驗得知，用等離子清洗機處理不同材料需要選用不同工藝參數，才能達到更好的活化效果。

三、等離子清洗機在電子行業(yè)

v 硬盤(pán)塑料件

科學(xué)的發(fā)展，技術(shù)的不斷進(jìn)步，電腦硬盤(pán)的各項性能也不斷提高，其容量越來(lái)越大，碟片數量隨之增多，轉速也高達7200轉/分，這對硬盤(pán)結構的要求也越來(lái)越高，硬盤(pán)內部部件之間連接效果直接影響硬盤(pán)的穩定性、工作可靠性、使用壽命，這些因素直接關(guān)系到數據的安全性。為了確保硬盤(pán)的質(zhì)量，知名硬盤(pán)生產(chǎn)廠(chǎng)家對內部塑料件在粘接前均進(jìn)行各種處理，目前應用較多的是等離子處理技術(shù)，使用該技術(shù)能有效清潔塑料件表面油污，并能增加其表面活性，即能提高硬盤(pán)部件的粘接效果。實(shí)驗表明，硬盤(pán)中使用等離子處理過(guò)的塑料件在使用過(guò)程中持續穩定運行時(shí)間顯著(zhù)增加，可靠性及抗碰撞性能有明顯的改善。

v 耳機聽(tīng)筒

耳機中的線(xiàn)圈在信號電流的驅動(dòng)下帶動(dòng)振膜不停的振動(dòng)，線(xiàn)圈和振膜以及振膜與耳機殼體之間的粘接效果直接影響耳機的聲音效果和使用壽命，如果它們之間出現脫落就會(huì )產(chǎn)生破音，嚴重影響耳機的音效和壽命。振膜的厚度非常薄，要提高其粘接效果，使用化學(xué)方法處理，直接影響振膜的材質(zhì)，從而影響音效。眾多廠(chǎng)家正準備使用新技術(shù)來(lái)對振膜進(jìn)行處理，等離子處理就是其中之一，該技術(shù)能有效提高粘接效果，滿(mǎn)足需求，且不改變振膜的材質(zhì)。經(jīng)實(shí)驗，用等離子清洗機處理生產(chǎn)的耳機，各部分之間的粘接效果明顯改善，在長(cháng)時(shí)間高音測試下也不會(huì )有破音等現象發(fā)生，使用壽命也有很大的提高。

v 手機外殼

手機的種類(lèi)繁多，外觀(guān)更是多彩多樣，其顏色鮮艷，Logo醒目，但使用手機的人都知道，手機在使用一段時(shí)間后，其外殼容易掉漆，甚至Logo也變得模糊不清，嚴重影響手機的外觀(guān)形象。知名手機品牌廠(chǎng)家為了尋找解決這些問(wèn)題的方法，曾使用化學(xué)藥劑對手機塑料外殼進(jìn)行處理，其印刷粘接的效果有所改善，但這是降低手機外殼的硬度為代價(jià)，為了尋求更好的解決方案，等離子技術(shù)脫穎而出。等離子表面處理技術(shù)不僅可以清洗外殼在注塑時(shí)留下的油污，更能極大程度的活化塑料外殼表面，增強其印刷、涂覆等粘接效果，使得外殼上涂層與基體之間非常牢固地連接，涂覆效果非常均勻，外觀(guān)更加亮麗，并且耐磨性大大增強，長(cháng)時(shí)間使用也不會(huì )出現磨漆現象。

四、等離子清洗機在國防行業(yè)

v 航空航天電連接器

電連接器中的絕緣體與封線(xiàn)體之間的粘接效果一直影響著(zhù)國產(chǎn)電連接器的發(fā)展，尤其在航空航天中對電連接器的要求更苛刻，未經(jīng)表面處理的絕緣體與封線(xiàn)體之間的粘接效果非常差，即使使用專(zhuān)用配方的膠，其粘接效果也達不到要求；另外，如果絕緣體和封線(xiàn)體之間粘接不緊密，就可能會(huì )產(chǎn)生漏電，使得電連接器的耐壓值提不上去。

目前國內指定生產(chǎn)航空電連接器的廠(chǎng)家，經(jīng)過(guò)技術(shù)研究攻關(guān)，正逐步應用推廣等離子清洗技術(shù)清洗連接件表面，通過(guò)等離子清洗，不僅能去除表面油污，而且可增強其表面活性，這樣在粘接時(shí)，在連接件上涂膠非常容易且非常的均勻，使得粘接效果明顯改善。經(jīng)國內多個(gè)生產(chǎn)大廠(chǎng)使用測試，用等離子處理后的電連接器，其抗拉能力成數倍增加，耐壓值有顯著(zhù)提高。

v 凱夫拉處理

凱夫拉材料是一種芳綸復合材料，這種新型材料密度低、強度高、韌性好、耐高溫、易于加工和成型，而受到人們的重視。由于“凱夫拉”材料堅韌耐磨、剛柔相濟，具有刀搶不入的特殊本領(lǐng)，在軍事上被稱(chēng)之為“裝甲衛士”。凱夫拉成型后需要與其他部件進(jìn)行粘接，但該材料是疏水材料，不易涂膠，要獲得好的粘接效果需要對其進(jìn)行表面處理，目前主要運用等離子對其進(jìn)行表面活化處理。處理過(guò)的凱夫拉表面活性增強，粘接效果有明顯的改善，通過(guò)等離子處理工藝參數的不斷優(yōu)化，其效果會(huì )進(jìn)一步提高，應用的范圍也越來(lái)越廣。

五、等離子清洗機在醫療行業(yè)

v 靜脈輸液器

輸液器末端輸液針在使用過(guò)程中，拔出時(shí)針座與針管之間會(huì )出現脫離現象，一旦脫離，血液會(huì )隨針管流出，如不及時(shí)正確處理，對病人會(huì )造成嚴重威脅。為了確保這類(lèi)事故的發(fā)生，對針座進(jìn)行表面處理是非常必要的。針座孔非常小，普通方法難處理，而等離子體是一種離子狀態(tài)的氣體，對微小的孔也可以有效處理。應用等離子對其進(jìn)行表面活化處理，可改善表面活性，提高其與針管的粘接強度，以確保它們之間不會(huì )脫離。

v 導尿管的處理

導尿管給需要留置導尿的患者帶來(lái)了福音，在臨床上的應用越來(lái)越廣，但隨著(zhù)其應用的增多，導尿管拔除困難的情況也越來(lái)越常見(jiàn)。特別是長(cháng)期留置的導尿管，有時(shí)由于橡膠的老化會(huì )造成氣囊管腔的阻塞，強行拔除時(shí)可能會(huì )引起嚴重的并發(fā)癥。為了防止硅橡膠與人體接觸表面的老化，需要對其表面進(jìn)行氧等離子處理。用掃描電子顯微鏡（SEM）、紅外光譜（FTIR－ATR）和表面接觸角研究天然膠乳導尿管經(jīng)氧等離子體處理前后的表面結構、性能和化學(xué)成分的變化，結果表明用氧等離子體處理后的導尿管表面變滑，表面接觸角由84°減少至67°，表面無(wú)有害基團產(chǎn)生，說(shuō)明氧等離子體處理是一種有效的表面處理方法。另外，可用等離子處理硅橡膠以增加其表面活性，然后在表面涂度一層不易老化的疏水材料，其效果也非常好。

六、等離子清洗機在紡織纖維行業(yè)

無(wú)紡布的優(yōu)越性能使其應用范圍非常廣泛，在醫療衛生、家庭裝飾、服裝、工業(yè)、農業(yè)中均有應用。根據不同需要，無(wú)紡布在生產(chǎn)制作過(guò)程中要在表面進(jìn)行阻燃處理、燒毛處理、潑水處理、止滑處理、抗靜電處理、涂層處理、抗菌防臭處理、印花處理、無(wú)紡布與各種紡織品的針刺復合處理，以及無(wú)紡布與各種材料（塑料、膠膜、紡織品等）粘合等，為了達到非常好的印花、粘合等效果，需要對無(wú)紡布基體進(jìn)行表面處理。等離子卷筒型清洗機是專(zhuān)門(mén)用于無(wú)紡布電纜等細長(cháng)件的表面處理，該機處理效果好、效率高，適合大批量生產(chǎn)加工。

七、等離子清洗在LCD液晶行業(yè)應用

目前組裝技術(shù)的趨勢主要是SIP、BGA、CSP封裝使半導體器件向模塊化、高集成化和小型化方向發(fā)展。在這樣的封裝與組裝工藝中，最大的問(wèn)題是粘結填料處的有機物污染和電加熱中形成的氧化膜等。由于在粘結表面有污染物存在，導致這些元件的粘接強度降低和封裝后樹(shù)脂的灌封強度降低，直接影響到這些元件的組裝水平與繼續發(fā)展。為提高與改善這些元件的組裝能力，大家都在想盡一切辦法進(jìn)行處理。提高實(shí)踐證明，在封裝工藝中適當地引入等離子清洗技術(shù)進(jìn)行表面處理，可以大大改善封裝可靠性和提高成品率。

在玻璃基板（LCD）上安裝裸芯片IC的COG工藝過(guò)程中，當芯片粘接后進(jìn)行高溫硬化時(shí)，在粘結填料表面有基體鍍層成分析出的情況。還時(shí)有Ag漿料等連接劑溢出成分污染粘結填料。如果能在熱壓綁定工藝前用等離子清洗去除這些污染物，則熱壓綁定的質(zhì)量能夠大幅提升。進(jìn)一步說(shuō)，由于基板與裸芯片IC表面的潤濕性都提高了，則LCD—COG模塊的粘結密接性也能提高，同時(shí)也能夠減少線(xiàn)條腐蝕的問(wèn)題。

等離子清洗機應用展望

等離子技術(shù)在橡塑行業(yè)的應用已非常成熟，其相關(guān)產(chǎn)值逐年增加，國外市場(chǎng)比國內市場(chǎng)產(chǎn)值高，但國內可發(fā)展空間大，應用前景誘人。經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對消費品的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，等離子技術(shù)隨之逐步進(jìn)入生活消費品生產(chǎn)行業(yè)中；另外，科技的不斷發(fā)展，各種技術(shù)問(wèn)題的不斷提出，新材料的不斷涌現，越來(lái)越多的科研機構已認識到等離子技術(shù)的重要性，并投入大量資金進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，等離子技術(shù)在其中發(fā)揮了非常大的作用。我們深信等離子技術(shù)應用范圍會(huì )越來(lái)越廣；技術(shù)的成熟，成本的降低，其應用會(huì )更加普及。

目前等離子清洗應用越來(lái)越廣泛，國內外的使用者對等離子體清洗技術(shù)的要求也是越來(lái)越高，好的產(chǎn)品還需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)支持與服務(wù)！CIF專(zhuān)業(yè)為您提供等離子清洗的技術(shù)及全套解決方案！