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等离子体介绍及应用

发布日期:2013-08-13 00:00 来源:http://www.atv-corp.com 点击:

等离子体介绍及应用

1.等离子体基础知识:
  等离子体和固体、液体或气体一样,是物质的一种状态,也叫做物质的第四态。对气体施加足够的能量使之离化便成为等离子状态。等离子体的"活性"组分包括:离子、电子、活性基团、激发态的核素(亚稳态)、光子等。等离子体表面处理仪就是通过利用这些活性组分的性质来处理样品表面,从而实现清洁、改性、光刻胶灰化等目的。
  2.等离子清洗原理:  等离子体是物质的一种存在状态,通常物质以固态、液态、气态三种状态存在,但在一些特殊的情况下有第四中状态存在,如地球大气中电离层中的物质。等离子体状态中存在下列物质:处于高速运动状态的电子;处于激活状态的中性原子、分子、原子团(自由基);离子化的原子、分子;未反应的分子、原子等,但物质在总体上仍保持电中性状态。
  等离子清洗/刻蚀技术是等离子体特殊性质的具体应用:
  等离子清洗/刻蚀机产生等离子体的装置是在密封容器中设置两个电极形成电场,用真空泵实现一定的真空度,随着气体愈来愈稀薄,分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长,受电场作用,它们发生碰撞而形成等离子体,这些离子的活性很高,其能量足以破坏几乎所有的化学键,在任何暴露的表面引起化学反应,不同气体的等离子体具有不同的化学性能,如氧气的等离子体具有很高的氧化性,能氧化光刻胶反应生成气体,从而达到清洗的效果;腐蚀性气体的等离子体具有很好的各向异性,这样就能满足刻蚀的需要。利用等离子处理时会发出辉光,故称之为辉光放电处理。 
  等离子体清洗的机理,主要是依靠等离子体中活性粒子的“活化作用”达到去除物体表面污渍的目的。就反应机理来看,等离子体清洗通常包括以下过程:无机气体被激发为等离子态;气相物质被吸附在固体表面;被吸附基团与固体表面分子反应生成产物分子;产物分子解析形成气相;反应残余物脱离表面。
  等离子体清洗技术的最大特点是不分处理对象的基材类型,均可进行处理,对金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料,如聚丙烯、聚脂、聚酰亚胺、聚氯乙烷、环氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地处理,并可实现整体和局部以及复杂结构的清洗。
  等离子体清洗还具有以下几个特点:容易采用数控技术,自动化程度高;具有高精度的控制装置,时间控制的精度很高;正确的等离子体清洗不会在表面产生损伤层,表面质量得到保证;由于是在真空中进行,不污染环境,保证清洗表面不被二次污染。

固体(Solid)    液体(Liquid)    气体(Gas)  等离子体{Plasma}

2. 等离子体工艺应用:

1)表面清洁

2)表面激活

3)蚀刻

4)等离子接枝、聚合

5. 等离子体的应用领域:

线路板PCB/FPC

半导体刻蚀、封装活化

LED清洁、封装活化

汽车电子

太阳能

纺织印染

生物医疗

印刷

触摸屏及玻璃清洁

环保废气处理

6. 等离子体表面处理的特点和优势

① 速度快:气体放电瞬间发生等离子体反应,有时几秒钟就可改变表面的性质;

② 温度低:接近常温,特别适于高分子材料;

③ 能量高:等离子体是具有超常化学活性的高能粒子,在不添加催化剂的温和条件下即可实现传统热化学反应体系所不能实现的反应(聚合反应);

④ 广适性:不分处理对象的基材类型,均可进行处理,如金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料等都能很好地处理;

⑤ 功能强:仅涉及高分子材料浅表面,可在保持材料自身特性的同时,赋予其一种及以上新的功能;

⑥ 环保型:等离子体作用过程是气- 固相干式反应,不消耗水资源、无需添加化学试剂,对环境无残留物,具有绿色环保特征;

⑦ 低成本:装置简单,易操作维修,可连续运行。因此,采用等离子体高分子材料改性技术可能克服传统方法使用中的缺陷,使高分子材料表面加工更符合环保原则。

 

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