低溫低壓等離子清洗機(jī)工作原理及清洗原理

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2023-02-07

等離子體是區(qū)別于固體、液體及氣體的第四種狀態(tài)，由電子、離子、光子及中性粒子等高能活性粒子組成。按照等離子體清洗是否需要真空環(huán)境將等離子體清洗設(shè)備分為低壓等離子體清洗機(jī)和常壓等離子體清洗機(jī)。

低壓等離子清洗機(jī)

低壓等離子體清洗需在真空腔中開展，因此可靠的真空系統(tǒng)是保障清洗效果的必要條件，而真空腔體往往會限制被清洗工件的尺寸。

低壓等離子清洗機(jī)工作原理
低壓等離子清洗機(jī)主要由四個部分組成，包括：氣體供給系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、放電腔室和等離子體電源。將待處理物放置在放電環(huán)境放電腔室中，抽真空后低氣壓下產(chǎn)生的等離子體是一種低溫等離子體，氣體溫度大約在幾十到二三百攝氏度，遠(yuǎn)低于電子溫度，但又具有少量足夠高能的粒子，有足夠的能量處理固體表面，在一定使用范圍內(nèi)也不會損傷基體。

工業(yè)生產(chǎn)中常常會使用容性耦合（Capcitviely Coupled Plasma，CCP）射頻放電來產(chǎn)生等離子體（如圖所示），由兩部分組成：放電腔室和兩塊金屬極板，一塊極板需要牢固的接地，另一塊極板經(jīng)匹配器連接到等離子體源上，這就組成了平行板式容性耦合等離子體。當(dāng)電源接通后,放電腔內(nèi)的兩平板電極組成的電容結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生高頻電場，電子在電場的作用下被賦能，做快速的往復(fù)運(yùn)動，激發(fā)原子放電。

平行板式電容耦合等離子體放電結(jié)構(gòu)示意圖

低壓等離子清洗機(jī)清洗原理
低壓等離子體清洗的主要清洗機(jī)制分為物理濺射機(jī)制和化學(xué)反應(yīng)機(jī)制，不同性質(zhì)的工作氣體會誘導(dǎo)不同的清洗機(jī)制，活潑氣體如O2，H2易誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)機(jī)制，而不活潑氣體Ar，N2，NF3，SF6則趨向誘導(dǎo)產(chǎn)生物理濺射機(jī)制。在物理濺射機(jī)制中活性粒子轟擊待清洗表面，使污染物脫離表面，其優(yōu)點(diǎn)是粒子本身不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可以避免被清洗工件的二次污染，但可能對表面產(chǎn)生損害。在化學(xué)反應(yīng)機(jī)制中活性粒子和污染物反應(yīng)生成易揮發(fā)物質(zhì)，再由真空泵吸走，其優(yōu)點(diǎn)是清洗速度較高，選擇性好，對清除有機(jī)污染物有效，但缺點(diǎn)是可能會在表面產(chǎn)生氧化物。通過調(diào)整清洗時(shí)間及氣體類型等工藝參數(shù)，低壓等離子體清洗依靠物理濺射作用及化學(xué)反應(yīng)作用可以去除有機(jī)物或碳污染。低壓等離子體可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀樣件的清洗，但該清洗技術(shù)的清洗力較弱，適用于去除有機(jī)物或碳污染，對于附著力較大的污染物難以達(dá)到清洗目的。低壓等離子體清洗技術(shù)存在損傷基體表面、形成殘余碳膜及引發(fā)交叉污染等問題，合理的清洗參數(shù)將是避免上述問題的關(guān)鍵。

本文由國產(chǎn)等離子清洗機(jī)廠家納恩科技整理編輯，等離子體清洗技術(shù)工藝相對簡單，清洗過程中不使用溶劑和水，不存在排污問題，尤其適用于精密工件的清洗，對輕微有機(jī)物有較為明顯的清洗作用。同時(shí)等離子體技術(shù)也存在一些不足，例如對于硬化的無機(jī)物、深度油脂類污垢清洗效果不明顯，因此多被用于精細(xì)化的清洗或溶劑清洗后的補(bǔ)充。