大氣壓等離子清洗機

大氣壓等離子清洗機，是一種表面處理技術。

基本介紹

• 中文名：大氣壓等離子清洗機
• 類型：表面處理技術
• 分為：三種類型
• Corona ：等離子，也稱電漿

清洗技術介紹

電漿處理作為一種新型的表面處理技術（plasma treatment / plasma cleaner / 等離子清洗),近幾年來隨著各行各業套用的不斷深入，已逐漸被公眾所熟知。然而，等離子技術本身並非一概而論，大同小異。在不同的國家，不同的廠家之間，各自發展出了不同類型，不同功用的電漿技術。大氣壓輝光等離子技術，不同於其它的等離子技術，因其獨特的技術特點，在最近五年內業已成為行業新的發展方向。

技術的特點

1.corona plasma、glow plasma and arc plasma

按照等離子的產生原理來區分，現在等離子技術可以分為corona（科羅娜）、glow（輝光）、arc （電弧）plasma 三種類型。對於不同的類型，均發展出相關的套用。

為了對上述三種等離子類型有一個更直觀的認知，我們通常採用直流電源作為激發能源構建等離子模型。不同的等離子技術專家與科研機構所構建的模型大同小異。在此，我們以美國普林斯頓等離子物理實驗室的模型（Structure of a Glow Discharge）作為參考。如右圖所示，X坐標軸表示電流值，Y坐標軸表示電壓值。等離子是隨著電壓與電流的增加而產生並變換狀態與特性。

glow

圖中豎線將plasma曲線主要分為三段，從左至右依次是corona plasma,glow plasma,,arc plasma.

1.1 Corona 等離子，也稱電漿。

corona

通常採用空氣或者氮氣（N2)作為發生氣體。特點是氣體的需求量非常高，使用氮氣時一般需要配備專門的大功率氮氣發生器，工業上常用RF射頻作為激發能源，頻率在40KHZ左右。等離子工作形態以炬式較為常見（產品如右圖），條狀放電模式使得表面處理後均勻性不高。設備工作過程中會產生超標的臭氧與氮氧化物等對人體有害的氣體，必須要配套廢氣排放系統一同工作。因為上述特性，Corona 等離子主要適用於對處理效果要求不高，並且後續運行成本低的行業（可使用空氣），比如紡織業等。

1.2 Glow 等離子。

主要分為兩種方式，即腔式與大氣壓式，此兩種等離子技術均為直接式等離子。

腔式Glow等離子的特點是需要一個封閉的腔體，電極內置於真空腔體中，工作時首先用真空泵將腔體內空氣吸出形成類真空環境，然後等離子在整個腔體中形成並直接對在內的材料進行表面處理。此種腔式等離子的處理效果要優於corona 等離子。後續運行成本較高，主要原因是其真空泵連續工作的功耗較大。另外設備工作時在真空環節需要的時間較多，對採用自動化生產線及要求處理效率的工業領域來說，局限性較明顯。

另一種大氣壓Glow(輝光）式等離子技術。RF射頻作為激發能源，工作頻率是13.56MHZ。採用氬氣(Ar)作為發生氣體，氧氣或者氮氣作為反應氣體。該技術的特點是：1. 均勻度高。大氣壓等離子是輝光式的等離子幕，直接作用於材料表面，實驗證明，同一材料不同位置的處理均勻性很高，這一特性對於工業領域進行下一環節的貼合、邦定、塗布、印刷等製程十分重要。

大氣壓輝光式等離子

2. 效果可控。大氣壓等離子有三種效果模式可選。一是選用 氬氣/氧氣 組合，主要面向非金屬材料並且要求較高的表面親水效果時採用，比如玻璃，PET Film等。 二是選用 氬氣/氮氣 組合，主要面向各種金屬材料，如金線、銅線等。因氧氣的氧化作用，替換為此方案中的氮氣後，該問題可以得到有效控制。三是只採用氬氣的情況，只採用氬氣也可以實現表面改性，但是效果相對較弱。此為特殊情況，是少數工業客戶需要有限而均勻的表面改性時採用的方案。

3. 安全易用。大氣壓式等離子，也是低溫等離子，不會對材料表面造成損傷，例如對方阻值敏感的ITO Film材質亦可處理。無電弧，無需真空腔體，也無需廢氣排放系統，長時間使用並不會對操作人員造成身體損害。

4. 面積寬大。大氣壓等離子最大可以處理2m寬的材料，可以滿足現有多數工業企業的需求。

hand

5. 成本低廉。大氣壓等離子設備功耗低，運行成本以氣體為主。以主要消耗氣體氬氣為例，同corona等離子氣體消耗量相比不足其1/20.

1.3 Arc等離子

Arc等離子技術通常套用於等離子切割機，主要是金屬的切割。可以搭配的工作氣體種類較多，如氬、氧、氮、氫、水蒸氣、空氣、混合氣體等。其等離子電弧的溫度可以高達15000°~30000°。 等離子弧切割是利用極細、高溫、高速的等離子電弧的熱量來熔化進而切割金屬器件，特點是切割快速，熱影響區小，切割面平滑。

技術的套用

2.1處理對象

(1)非金屬材料，各種PET,PMMA,ITO film,Ceramic,Glass,Polymer等

(2)金屬材料，各種金屬線纜,PCB,FPCB,Lead frame等。

2.2套用領域

(1)LCD

(2)LED/OLED

(3)Touch Panel

(4)Solar Cell

(5)Semiconductor

(6)Optics

(7)Medical

處理效果檢測

3.1水滴接觸角測試

水滴接觸角測試，是指使用等離子清洗機處理材料前、後分別向表面滴水，並用專門的接觸角測試儀測量前后角度變化，從而量化表面能量變化與潔淨效果。以普通的銅基板為例，處理前後的接觸角分別為103°/40°（數據僅供參考）。

3.2 Dyne test pen 測試

達因筆常用來測試表面張力，配套多種表面能級的測試墨水。測試方法：假設測試筆的數值60dyn/cm，用筆尖在材料表面輕輕劃上一長橫，如果墨水在2秒鐘仍呈現均勻的帶狀，表明此時材料的表面張力達到或超過60dyn/cm。如果墨水快速收縮呈不均勻的小水珠狀，則表明表面張力低於60dyn/cm。可以換用52dyn/cm以及更低數值的測試筆重複上述的測試，從而得到較為精確的表面張力值。

疏水性技術

除了常規的親水性等離子清洗技術，還有另一個方向的疏水性等離子表面處理技術。疏水性表面處理的技術，除了氬氣之外，還需採用一些特殊的烯類氣體參與反應，在材料的表面進行納米塗膜，從而改變材料表面的成份與特性。這種納米層表面張力接近於零，材料經過疏水處理，可以明顯提高表面印刷的均勻性。