等离子技术镀膜

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等离子体原理及应用介绍：等离子体是气体分子在真空、放电等特殊场合下产生的物质。等离子体是物质的一种存在状态，通常物质以固态、业态、气态3种状态存在，但在一些特殊的情况下可以以第四中状态存在，如太阳表面的物质和地球大气中电离层中的物质。这类物质所处的状态称为等离子体状态，又称位物质的第四态。等离子体中存在下列物质：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；分子解离反应过程中生成的紫外线；未反应的分子、原子等，但物质在总体上仍保持电中性状态。
  
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! a3 C8 v- y, h8 M& X: p0 ]5 `等离子清洗机的应用：

一、金属表面去油污并清洗
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$ k# _; c" z8 B9 x# s% q  Q' E　　金属表面常常会有油脂、油污等有机物及氧化层，在进行溅射、油漆、粘合、键合、焊接、铜焊和PVD、CVD涂覆前，需要用等离子处理来得到完全洁净和无氧化层的表面。在这种情况下的等离子处理会产生以下效果：

. J- h8 x0 t6 b$ e1.1灰化表面有机层

　　－表面会受到物理轰击和化学处理（氧 下图）
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－在真空和瞬时高温状态下，污染物部分蒸发

　　－污染物在高能量离子的冲击下被击碎并被真空泵抽出

　　－紫外辐射破坏污染物

9 g' ?" G; J' K: D+ N) D* H" [　　因为等离子处理每秒只能穿透几个纳米的厚度，所以污染层不能太厚。指纹也适用。
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1.2氧化物去除
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　　金属氧化物会与处理气体发生化学反应（下图）
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这种处理要采用氢气或者氢气与氩气的混合气体。有时也采用两步处理工艺。第一步先用氧气氧化表面，第二步用氢气和氩气的混合气体去除氧化层。也可以同时用几种气体进行处理。
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1.3焊接

　　通常，印刷线路板(PCB)在焊接前要用化学助焊剂处理。在焊接完成后这些化学物质必须采用等离子方法去除，否则会带来腐蚀等问题。

! w* a# J' o. Q& O  Y1.4键合

　　好的键合常常被电镀、粘合、焊接操作时的残留物削弱，这些残留物能够通过等离子方法有选择地去除。同时氧化层对键合的质量也是有害的，也需要进行等离子清洗。
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二、等离子刻蚀物的处理

) P) Y/ L* J% n8 A9 m　　在等离子刻蚀过程中，通过处理气体的作用，被刻蚀物会变成气相（例如在使用氟气对硅刻蚀时，下图）。处理气体和基体物质被真空泵抽出，表面连续被新鲜的处理气体覆盖。不希望被刻蚀部分要使用材料覆盖起来（例如半导体行业用铬做覆盖材料）。

+ N- L, F) t9 m等离子方法也用于刻蚀塑料表面，通过氧气可以灰化填充混合物，同时得到分布分析情况。刻蚀方法在塑料印刷和粘合时作为预处理手段是十分重要的，如POM 、PPS和PTFE。等离子处理可以大大地增加粘合润湿面积提高粘合强度。
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三、刻蚀和灰化处理

* r2 e3 u  U# X$ H) Y: C聚四氟(PTFE)刻蚀

　　聚四氟(PTFE)在未做处理的情况下不能印刷或粘合。众所周知，使用活跃的钠碱性金属可以增强粘合能力，但是这种方法不容易掌握，同时溶液是有毒的。使用等离子方法不仅仅保护环境，还能达到更好效果。（下图）
$ e8 I1 t9 P: D8 h/ L( N! R　　　　　等离子结构可以使表面最大化，同时在表面形成一个活性层，这样塑料就能够进行粘合、印刷操作。
  O  N* M5 c: F) r　　　　　聚四氟(PTFE)混合物的刻蚀

  F3 U; Q6 B7 O" [" T1 {　　PTFE混合物的刻蚀必须十分仔细地进行，以免填充物被过度暴露，从而削弱粘合力。
　　　　　
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　　处理气体可以是氧气、氢气和氩气。可以应用于PE、PTFE、TPE、POM、ABS和PP等。

四、塑料、玻璃和陶瓷的表面活化和清洗
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　　塑料、玻璃、陶瓷与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟(PTFE)等等一样是没有极性的，因此这些材料在印刷、粘合、涂覆前要进行处理。同时，玻璃和陶瓷表面的轻微金属污染也可以用等离子方法清洗。等离子处理与灼烧处理相比不会损害样品。同时还可以十分均匀地处理整个表面，不会产生有毒烟气，中空和带缝隙的样品也可以处理。
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　　· 不需要用化学溶剂进行预处理

  U6 {, X# t$ @) `# r2 F/ J3 ]　　· 所有的塑料都能应用

　　· 具有环保意义

3 s5 a1 J+ B7 P. S　　· 占用很小工作空间

　　· 成本低廉

　　等离子表面处理的效果可以简单地用滴水来验证，处理过的样品表面完全被水润湿。长时间的等离子处理（大于15分钟），材料表面不但被活化还会被刻蚀，刻蚀表面具有极小的表面接触角和最大润湿能力。

# ]) r9 X2 s2 j$ m/ n五、等离子涂镀聚合
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　　在涂镀中两种气体同时进入反应舱，气体在等离子环境下会聚合。这种应用比活化和清洗的要求要严格一些。典型的应用是保护层的形成，应用于燃料容器、防刮表面、类似聚四氟(PTFE)材质的涂镀、防水镀层等。涂镀层非常薄，通常为几个微米，此时表面的疏水性非常好。常用的有3种情况
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　　· 防水涂镀—环己物
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  N+ O4 H5 [) C7 W8 z　　· 类似PTFE材质的涂镀---含氟处理气体

　　· 亲水涂镀---乙烯醋酸