等離子清洗機(jī)的原理及應(yīng)用
等離子清洗機(jī)原理及應(yīng)用
等離子清洗機(jī)(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)，利用等離子體來達(dá)到常規(guī)清洗方法無法達(dá)到的效果。
等離子清洗機(jī)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(yùn)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(tuán)（自由基）；離子化的原子、分子；未反應(yīng)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(jī)就是通過利用這些活性組分的性質(zhì)來處理樣品表面，通過射頻電源在一定的壓力情況下起輝產(chǎn)生高能量的無序的等離子體，通過等離子體轟擊被清洗產(chǎn)品表面，從而實(shí)現(xiàn)清潔、改性、光刻膠灰化等目的。等離子清洗機(jī)除了具有超清洗功能外，在特定條件下還可根據(jù)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(qiáng)了材料的粘附性、相容性和浸潤性，而且達(dá)到消毒和殺菌目的。等離子清洗機(jī)廣泛應(yīng)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(yī)學(xué)、微觀流體學(xué)等領(lǐng)域。
等離子清洗與傳統(tǒng)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型，均可進(jìn)行處理，對金屬、半導(dǎo)體、氧化物和大多數(shù)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(xiàn)整體和局部以及復(fù)雜結(jié)構(gòu)的清洗；
v 等離子清洗是干性清洗，無需再次干燥處理，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)保無污染；
v 等離子清洗更完全，不會(huì)因?yàn)?/span>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(nèi)即可完成；
v 等離子清洗設(shè)備成本低，由于不使用價(jià)格昂貴的有機(jī)溶劑，所以整體成本低于傳統(tǒng)的濕法清洗；
v 等離子清洗清潔衛(wèi)生，避免了對清洗液的運(yùn)輸、存儲(chǔ)、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、改善膜的黏著力等。
等離子清洗機(jī)主要結(jié)構(gòu)：
等離子清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)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(tǒng)控制單元。電源部分主要有40KHz、13.56MHz、2.45GHz三種電源頻率；系統(tǒng)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(jī)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(yàn)過程；
v 手動(dòng)、自動(dòng)兩種工作模式，可根據(jù)客戶需求任意切換控制；
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(wěn)定可靠；
v 美國氣體浮子流量計(jì)，流量顯示準(zhǔn)確；
v 雙路氣體控制方式，氣體控制更加穩(wěn)定；
v 弧形電極板設(shè)計(jì)，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 無需任何耗材，使用成本低；
v 由于采用真空等離子清洗，無二次污染；
v 免維護(hù)，在日常使用過程中保持儀器清潔即可。
等離子清洗機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域：
等離子清洗機(jī)在科學(xué)研究各方面已經(jīng)取得了廣泛的運(yùn)用，涉及材料學(xué)，光學(xué)，電子學(xué)，醫(yī)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(yàn)：
v 表面清潔
v 表面活化 
v 鍵合
v 去膠
v 金屬還原
v 簡單刻蝕
v 器械的消毒
v 去除表面有機(jī)物
v 疏水實(shí)驗(yàn)
v 鍍膜前處理等
一、等離子清洗機(jī)在橡塑行業(yè)
我們在工業(yè)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)一些橡膠塑料件在進(jìn)行表面連接的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)粘接困難的問題，這是因?yàn)榫郾?/span>PTFE等橡膠塑料材料是沒有極性的，這些材料在未經(jīng)過表面處理的狀態(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(jié)構(gòu)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(yīng)用等離子技術(shù)對橡塑表面處理，其操作簡單，處理前后沒有有害物質(zhì)產(chǎn)生，處理效果好，效率高，運(yùn)行成本低。
等離子表面處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域包括橡膠、復(fù)合材料、玻璃、布料、金屬等，涉及各行各業(yè)。
二、等離子清洗機(jī)在汽車行業(yè)
隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，其各方面性能要求越來越高。點(diǎn)火線圈有提升動(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(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，延長發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命；減少或消除發(fā)動(dòng)機(jī)的共振；燃油充分燃燒，減少排放等諸多功能。要使點(diǎn)火線圈充分發(fā)揮它的作用，其質(zhì)量、可靠度、使用壽命等要求必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，但是目前的點(diǎn)火線圈生產(chǎn)工藝尚存在很大的問題——點(diǎn)火線圈骨架外澆注環(huán)氧樹脂后，由于骨架在出模具前表面含大量的揮發(fā)性油污，導(dǎo)致骨架與環(huán)氧樹脂結(jié)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(jié)合面微小的縫隙中產(chǎn)生氣泡，損壞點(diǎn)火線圈，嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生爆炸現(xiàn)象。點(diǎn)火線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)氧樹脂的粘合強(qiáng)度，避免產(chǎn)生氣泡，同時(shí)可提高繞線后漆包線與骨架觸點(diǎn)的焊接強(qiáng)度。這樣一來點(diǎn)火線圈在生產(chǎn)過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(jī)油封片
發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸油封起防止發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油從發(fā)動(dòng)機(jī)中滲漏和防止異物進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的作用。曲軸油封是發(fā)動(dòng)機(jī)的零件之一,在高溫下與機(jī)油相接觸，因此需要采用耐熱性和耐油性優(yōu)良的材料。目前高檔轎車普遍使用聚四氟乙烯材料，隨著汽車性能要求的不斷提高，越來越多的廠家也已逐步使用該材料，其應(yīng)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(shù)，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)品無法滿足質(zhì)量要求。為了解決這一技術(shù)上的難題，就要設(shè)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(yàn)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(qiáng)，與金屬之間的粘接牢固可靠，滿足了工藝的要求，而另一面保持原有的性能，其應(yīng)用也越來越被廣泛認(rèn)同。
v 汽車行業(yè)其他方面的應(yīng)用
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，消費(fèi)者對汽車的性能要求越來越高，如汽車的外觀、操作舒適性可靠性、使用耐久性等要求也不斷提高。為了滿足消費(fèi)者的要求，各汽車廠家在生產(chǎn)汽車時(shí)更注重細(xì)節(jié)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(nèi)部PP零件植縟前處理；汽車門窗密封件的處理。以前未經(jīng)任何處理儀表盤或控制面板涂覆效果非常差，不耐磨，容易掉漆等現(xiàn)象，用化學(xué)方法處理雖然能改變涂覆的效果，但同時(shí)也改變了儀表盤等基材的性能，使得其強(qiáng)度有所降低。目前很多廠家已經(jīng)使用等離子技術(shù)來處理這些基材，通過等離子體轟擊，材料表面微觀層面活性增強(qiáng)，能明顯改善涂覆效果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得知，用等離子清洗機(jī)處理不同材料需要選用不同工藝參數(shù)，才能達(dá)到更好的活化效果。
三、等離子清洗機(jī)在電子行業(yè)
v 硬盤塑料件
科學(xué)的發(fā)展，技術(shù)的不斷進(jìn)步，電腦硬盤的各項(xiàng)性能也不斷提高，其容量越來越大，碟片數(shù)量隨之增多，轉(zhuǎn)速也高達(dá)7200轉(zhuǎn)/分，這對硬盤結(jié)構(gòu)的要求也越來越高，硬盤內(nèi)部部件之間連接效果直接影響硬盤的穩(wěn)定性、工作可靠性、使用壽命，這些因素直接關(guān)系到數(shù)據(jù)的安全性。為了確保硬盤的質(zhì)量，知名硬盤生產(chǎn)廠家對內(nèi)部塑料件在粘接前均進(jìn)行各種處理，目前應(yīng)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，即能提高硬盤部件的粘接效果。實(shí)驗(yàn)表明，硬盤中使用等離子處理過的塑料件在使用過程中持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間顯著增加，可靠性及抗碰撞性能有明顯的改善。
v 耳機(jī)聽筒
耳機(jī)中的線圈在信號電流的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)振膜不停的振動(dòng)，線圈和振膜以及振膜與耳機(jī)殼體之間的粘接效果直接影響耳機(jī)的聲音效果和使用壽命，如果它們之間出現(xiàn)脫落就會(huì)產(chǎn)生破音，嚴(yán)重影響耳機(jī)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。眾多廠家正準(zhǔn)備使用新技術(shù)來對振膜進(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，滿足需求，且不改變振膜的材質(zhì)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，用等離子清洗機(jī)處理生產(chǎn)的耳機(jī)，各部分之間的粘接效果明顯改善，在長時(shí)間高音測試下也不會(huì)有破音等現(xiàn)象發(fā)生，使用壽命也有很大的提高。
v 手機(jī)外殼
手機(jī)的種類繁多，外觀更是多彩多樣，其顏色鮮艷，Logo醒目，但使用手機(jī)的人都知道，手機(jī)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(yán)重影響手機(jī)的外觀形象。知名手機(jī)品牌廠家為了尋找解決這些問題的方法，曾使用化學(xué)藥劑對手機(jī)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(jī)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(qiáng)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，外觀更加亮麗，并且耐磨性大大增強(qiáng)，長時(shí)間使用也不會(huì)出現(xiàn)磨漆現(xiàn)象。
四、等離子清洗機(jī)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體之間的粘接效果一直影響著國產(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體之間的粘接效果非常差，即使使用專用配方的膠，其粘接效果也達(dá)不到要求；另外，如果絕緣體和封線體之間粘接不緊密，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(nèi)指定生產(chǎn)航空電連接器的廠家，經(jīng)過技術(shù)研究攻關(guān)，正逐步應(yīng)用推廣等離子清洗技術(shù)清洗連接件表面，通過等離子清洗，不僅能去除表面油污，而且可增強(qiáng)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(nèi)多個(gè)生產(chǎn)大廠使用測試，用等離子處理后的電連接器，其抗拉能力成數(shù)倍增加，耐壓值有顯著提高。
v 凱夫拉處理
凱夫拉材料是一種芳綸復(fù)合材料，這種新型材料密度低、強(qiáng)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(jiān)韌耐磨、剛?cè)嵯酀?jì)，具有刀搶不入的特殊本領(lǐng)，在軍事上被稱之為“裝甲衛(wèi)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(yùn)用等離子對其進(jìn)行表面活化處理。處理過的凱夫拉表面活性增強(qiáng)，粘接效果有明顯的改善，通過等離子處理工藝參數(shù)的不斷優(yōu)化，其效果會(huì)進(jìn)一步提高，應(yīng)用的范圍也越來越廣。
五、等離子清洗機(jī)在醫(yī)療行業(yè)
v 靜脈輸液器
輸液器末端輸液針在使用過程中，拔出時(shí)針座與針管之間會(huì)出現(xiàn)脫離現(xiàn)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(yán)重威脅。為了確保這類事故的發(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(yīng)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(qiáng)度，以確保它們之間不會(huì)脫離。
v 導(dǎo)尿管的處理
導(dǎo)尿管給需要留置導(dǎo)尿的患者帶來了福音，在臨床上的應(yīng)用越來越廣，但隨著其應(yīng)用的增多，導(dǎo)尿管拔除困難的情況也越來越常見。特別是長期留置的導(dǎo)尿管，有時(shí)由于橡膠的老化會(huì)造成氣囊管腔的阻塞，強(qiáng)行拔除時(shí)可能會(huì)引起嚴(yán)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(dǎo)尿管經(jīng)氧等離子體處理前后的表面結(jié)構(gòu)、性能和化學(xué)成分的變化，結(jié)果表明用氧等離子體處理后的導(dǎo)尿管表面變滑，表面接觸角由84°減少至67°，表面無有害基團(tuán)產(chǎn)生，說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(jī)在紡織纖維行業(yè)
無紡布的優(yōu)越性能使其應(yīng)用范圍非常廣泛，在醫(yī)療衛(wèi)生、家庭裝飾、服裝、工業(yè)、農(nóng)業(yè)中均有應(yīng)用。根據(jù)不同需要，無紡布在生產(chǎn)制作過程中要在表面進(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、無紡布與各種紡織品的針刺復(fù)合處理，以及無紡布與各種材料（塑料、膠膜、紡織品等）粘合等，為了達(dá)到非常好的印花、粘合等效果，需要對無紡布基體進(jìn)行表面處理。等離子卷筒型清洗機(jī)是專門用于無紡布電纜等細(xì)長件的表面處理，該機(jī)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(yīng)用
目前組裝技術(shù)的趨勢主要是SIP、BGA、CSP封裝使半導(dǎo)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，最大的問題是粘結(jié)填料處的有機(jī)物污染和電加熱中形成的氧化膜等。由于在粘結(jié)表面有污染物存在，導(dǎo)致這些元件的粘接強(qiáng)度降低和封裝后樹脂的灌封強(qiáng)度降低，直接影響到這些元件的組裝水平與繼續(xù)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(dāng)?shù)匾氲入x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工藝過程中，當(dāng)芯片粘接后進(jìn)行高溫硬化時(shí)，在粘結(jié)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(jié)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，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(jié)密接性也能提高，同時(shí)也能夠減少線條腐蝕的問題。
等離子清洗機(jī)應(yīng)用展望
等離子技術(shù)在橡塑行業(yè)的應(yīng)用已非常成熟，其相關(guān)產(chǎn)值逐年增加，國外市場比國內(nèi)市場產(chǎn)值高，但國內(nèi)可發(fā)展空間大，應(yīng)用前景誘人。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對消費(fèi)品的質(zhì)量要求也越來越高，等離子技術(shù)隨之逐步進(jìn)入生活消費(fèi)品生產(chǎn)行業(yè)中；另外，科技的不斷發(fā)展，各種技術(shù)問題的不斷提出，新材料的不斷涌現(xiàn)，越來越多的科研機(jī)構(gòu)已認(rèn)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(yīng)用范圍會(huì)越來越廣；技術(shù)的成熟，成本的降低，其應(yīng)用會(huì)更加普及。
目前等離子清洗應(yīng)用越來越廣泛，國內(nèi)外的使用者對等離子體清洗技術(shù)的要求也是越來越高，好的產(chǎn)品還需要專業(yè)的技術(shù)支持與服務(wù)！CIF專業(yè)為您提供等離子清洗的技術(shù)及全套解決方案！