低溫低壓等離子清洗機工作原理及清洗原理

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：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備分為低壓等離子體清洗機和常壓等離子體清洗機。

低壓等離子清洗機

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。

低壓等離子清洗機工作原理
低壓等離子清洗機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，做快速的往復運動，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

低壓等離子清洗機清洗原理
低壓等離子體清洗的主要清洗機制分為物理濺射機制和化學反應機制，不同性質(zhì)的工作氣體會誘導不同的清洗機制，活潑氣體如O2，H2易誘發(fā)化學反應機制，而不活潑氣體Ar，N2，NF3，SF6則趨向誘導產(chǎn)生物理濺射機制。在物理濺射機制中活性粒子轟擊待清洗表面，使污染物脫離表面，其優(yōu)點是粒子本身不發(fā)生化學反應，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。在化學反應機制中活性粒子和污染物反應生成易揮發(fā)物質(zhì)，再由真空泵吸走，其優(yōu)點是清洗速度較高，選擇性好，對清除有機污染物有效，但缺點是可能會在表面產(chǎn)生氧化物。通過調(diào)整清洗時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反應作用可以去除有機物或碳污染。低壓等離子體可以實現(xiàn)復雜形狀樣件的清洗，但該清洗技術的清洗力較弱，適用于去除有機物或碳污染，對于附著力較大的污染物難以達到清洗目的。低壓等離子體清洗技術存在損傷基體表面、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鍵。

本文由國產(chǎn)等離子清洗機廠家納恩科技整理編輯，等離子體清洗技術工藝相對簡單，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，對輕微有機物有較為明顯的清洗作用。同時等離子體技術也存在一些不足，例如對于硬化的無機物、深度油脂類污垢清洗效果不明顯，因此多被用于精細化的清洗或溶劑清洗后的補充。