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等離子清洗機的原理及應用

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      等離子清洗機(plasma cleaner)也叫等離子表面處理儀(Plasma surface treatment),是一種全新的高科技技術,利用等離子體來達到常規清洗方法無法達到的效果。

等離子清洗機原理

等離子體和固體、液體或氣體一樣,是物質存在的一種狀態也叫做物質的第四態。通常物質以固態、液態氣態三種狀態存在,但在一些特殊的情況下有第四種狀態存在,如地球大氣電離層中的物質。等離子體狀態中存在下列物質:處于高速運動狀態的電子;處于激活狀態的中性原子、分子、原子團(自由基);離子化的原子、分子;未反應的分子、原子等,但物質在總體上仍保持電中性狀態。

等離子清洗機就是通過利用這些活性組分的性質來處理樣品表面,通過射頻電源在一定的壓力情況下起輝產生高能量的無序的等離子體,通過等離子體轟擊被清洗產品表面,從而實現清潔、改性、光刻膠灰化等目的。等離子清洗除了具有超清洗功能外,在特定條件下還可根據需要改變某些材料表面的性能等離子體作用于材料表面,使材料表面分子的化學鍵發生重組,形成新的表面特性,不但增材料的粘附性、相容性和浸潤性,而且達到消毒和殺菌目的。等離子清洗廣泛應用于光學、光電子學、電子學、材料科學、生命科學、高分子科學、生物醫學、微觀流體學等領域。 

等離子清洗與傳統濕法清洗九大優勢:

等離子體清洗技術的zui大特點是不分處理對象的基材類型,均可進行處理,對金屬、半導體、氧化物和大多數高分子材料,如聚丙烯、聚脂、聚酰亞胺、聚氯乙烷、環氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地處理,并可實現整體和局部以及復雜結構的清洗

等離子清洗是干性清洗再次干燥處理處理效率

等離子清洗有效避免三氯乙烷等有害溶劑對人體的傷害,同時也避免了濕法清洗對樣品的損壞

等離子清洗不會產生有害污染物,綠色環保無污染;

等離子清洗更完全,不會因為清洗樣品的形狀和角度清洗不干凈;

等離子清洗效率高,幾分鐘內即可完成

等離子清洗設備成本由于不使用價格昂貴的有機溶劑,所以整體成本低于傳統的濕法清洗;

等離子清洗清潔衛生避免了對清洗液的運輸、存儲、排放等處理措施;

等離子體清洗改善材料本身的表面性能。如提高表面的潤濕性能、改善膜的黏著力等。

等離子清洗機主要結構

 等離子清洗機的結構主要控制單元、真空腔體以及真空泵三個大的部分組成。控制單元半自動控制全自動控制PC電腦控制液晶觸摸屏四種控制方式控制單元分為兩大部分電源部分系統控制單元電源部分主要有40KHz、13.56MHz、2.45GHz三種電源頻率系統控制單元主要有按鈕控制(半自動、全自動)、電腦控制、PLC控制(液晶觸摸屏控制)方式。真空腔體不銹鋼石英兩種材質。真空泵常用的有干泵油泵兩種。

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等離子清洗機清洗特點

自動化程度高可編程自動完成整個實驗過程;

手動、自動兩種工作模式,可根據客戶需求任意切換控制

控制精度高,樣品清洗表面質量保證不會產生損傷層

美國霍尼韋爾真空壓力傳感器,性能穩定可靠;

美國氣體浮子流量計,流量顯示準確;

雙路氣體控制方式,氣體控制更加穩定;

弧形電極板設計,清洗更完全;

艙體、管路、閥體全部采用優質不銹鋼材質,防腐不生銹;

無需任何耗材,使用成本低;

由于采用真空等離子清洗,無二次污染;

維護,在日常使用過程中保持儀器清潔即可

等離子清洗機主要應用領域:

 等離子清洗機在科學研究各方面已經取得了廣泛的運用,涉及材料學,光學,電子學,醫藥學,環境學 生物學等不同領域,主要用于以下實驗:

                                              v 表面清潔  

v 表面活化                                     1521532054556185.png

鍵合

去膠

金屬還原

簡單刻蝕

器械的消毒

去除表面有機物

疏水實驗

鍍膜前處理等




一、等離子清洗機在橡塑行業

我們在工業應用中發現一些橡膠塑料件在進行表面連接的時候會出現粘接困難的問題,這是因為聚丙烯、PTFE等橡膠塑料材料是沒有極性的,這些材料在未經過表面處理的狀態下進行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差,甚至無法進行。有些工藝用一些化學藥劑對這些橡塑表面進行處理,這樣能改變材料的粘接效果,但這種方法不易掌握,化學藥劑本身具有毒性,操作非常麻煩,成本也較高,而且化學藥劑對橡塑材料原有的優良性能也有影響。利用等離子技術對這些材料進行表面處理,在高速高能量的等離子體的轟擊下,這些材料結構表面得以zui大化,同時在材料表面形成一個活性層,這樣橡膠、塑料就能夠進行印刷、粘合、涂覆等操作。應用等離子技術對橡塑表面處理,其操作簡單,處理前后沒有有害物質產生,處理效果好,效率高,運行成本低。


等離子表面處理技術的應用領域包括橡膠、復合材料、玻璃、布料、金屬等,涉及各行各業。


二、等離子清洗機在汽車行業

點火線圈

     隨著汽車行業的發展,其各方面性能要求越來越高。點火線圈有提升動力,zui明顯的效果是提升行駛時的中低速扭距;消除積碳,更好的保護發動機,延長發動機的壽命;減少或消除發動機的共振;燃油充分燃燒,減少排放等諸多功能。要使點火線圈充分發揮它的作用,其質量、可靠度、使用壽命等要求必須達到標準,但是目前的點火線圈生產工藝尚存在很大的問題——點火線圈骨架外澆注環氧樹脂后,由于骨架在出模具前表面含大量的揮發性油污,導致骨架與環氧樹脂結合面粘合不牢靠,成品使用中,點火瞬間溫度升高,會在結合面微小的縫隙中產生氣泡,損壞點火線圈,嚴重的還會發生爆炸現象。點火線圈骨架使用等離子處理后,不僅可去除表面的難揮發性油污,而且可大大提高骨架表面活性,即能提高骨架與環氧樹脂的粘合強度,避免產生氣泡,同時可提高繞線后漆包線與骨架觸點的焊接強度。這樣一來點火線圈在生產過程中各方面性能得到明顯改善,提高了可靠度和使用壽命。

發動機油封片

    發動機曲軸油封起防止發動機機油從發動機中滲漏和防止異物進入發動機內部的作用。曲軸油封是發動機的零件之一,在高溫下與機油相接觸,因此需要采用耐熱性耐油性優良的材料。目前高檔轎車普遍使用聚四氟乙烯材料,隨著汽車性能要求的不斷提高,越來越多的廠家也已逐步使用該材料,其應用前景非常廣泛。聚四氟乙烯材料各方面性能優異,耐高溫,耐腐蝕、不粘、自潤滑、優良的介電性能、很低的摩擦系數,但未經處理的PTFE材料表面活性差,其一端與金屬之間的粘接非常困難,產品無法滿足質量要求。為了解決這一技術上的難題,就要設法改變PTFE(聚四氟乙烯)與金屬粘接的表面性能,而不能影響另一面的性能。工業中用萊鈉溶液處理雖然能在一定程度上提高粘接效果,但是卻改變了原有PTFE的性能。經實驗證明,用等離子體轟擊需粘接的PTFE表面后,其表面活性明顯增強,與金屬之間的粘接牢固可靠,滿足了工藝的要求,而另一面保持原有的性能,其應用也越來越被廣泛認同。

汽車行業其他方面的應用

 隨著經濟的發展,消費者對汽車的性能要求越來越高,如汽車的外觀、操作舒適性可靠性、使用耐久性等要求也不斷提高。為了滿足消費者的要求,各汽車廠家在生產汽車時更注重細節方面的優化改進,如進行儀表板在柔性聚氨酯(PU)涂覆前處理控制面板在粘合前處理內部PP零件植縟前處理汽車門窗密封件的處理以前未經任何處理儀表盤或控制面板涂覆效果非常差,不耐磨,容易掉漆等現象,用化學方法處理雖然能改變涂覆的效果,但同時也改變了儀表盤等基材的性能,使得其強度有所降低。目前很多廠家已經使用等離子技術來處理這些基材,通過等離子體轟擊,材料表面微觀層面活性增強,能明顯改善涂覆效果。根據實驗得知,用等離子清洗機處理不同材料需要選用不同工藝參數,才能達到更好的活化效果。


三、等離子清洗機在電子行業

硬盤塑料件

科學的發展,技術的不斷進步,電腦硬盤的各項性能也不斷提高,其容量越來越大,碟片數量隨之增多,轉速也高達7200轉/分,這對硬盤結構的要求也越來越高,硬盤內部部件之間連接效果直接影響硬盤的穩定性、工作可靠性、使用壽命,這些因素直接關系到數據的安全性。為了確保硬盤的質量,知名硬盤生產廠家對內部塑料件在粘接前均進行各種處理,目前應用較多的是等離子處理技術,使用該技術能有效清潔塑料件表面油污,并能增加其表面活性,即能提高硬盤部件的粘接效果。實驗表明,硬盤中使用等離子處理過的塑料件在使用過程中持續穩定運行時間顯著增加,可靠性及抗碰撞性能有明顯的改善。

耳機聽筒

耳機中的線圈在信號電流的驅動下帶動振膜不停的振動,線圈和振膜以及振膜與耳機殼體之間的粘接效果直接影響耳機的聲音效果和使用壽命,如果它們之間出現脫落就會產生破音,嚴重影響耳機的音效和壽命。振膜的厚度非常薄,要提高其粘接效果,使用化學方法處理,直接影響振膜的材質,從而影響音效。眾多廠家正準備使用新技術來對振膜進行處理,等離子處理就是其中之一,該技術能有效提高粘接效果,滿足需求,且不改變振膜的材質。經實驗,用等離子清洗機處理生產的耳機,各部分之間的粘接效果明顯改善,在長時間高音測試下也不會有破音等現象發生,使用壽命也有很大的提高。

手機外殼

手機的種類繁多,外觀更是多彩多樣,其顏色鮮艷,Logo醒目,但使用手機的人都知道,手機在使用一段時間后,其外殼容易掉漆,甚至Logo也變得模糊不清,嚴重影響手機的外觀形象。知名手機品牌廠家為了尋找解決這些問題的方法,曾使用化學藥劑對手機塑料外殼進行處理,其印刷粘接的效果有所改善,但這是降低手機外殼的硬度為代價,為了尋求更好的解決方案,等離子技術脫穎而出。等離子表面處理技術不僅可以清洗外殼在注塑時留下的油污,更能zui大程度的活化塑料外殼表面,增強其印刷、涂覆等粘接效果,使得外殼上涂層與基體之間非常牢固地連接,涂覆效果非常均勻,外觀更加亮麗,并且耐磨性大大增強,長時間使用也不會出現磨漆現象。


四、等離子清洗機在國防行業

航空航天電連接器

電連接器中的絕緣體與封線體之間的粘接效果一直影響著國產電連接器的發展,尤其在航空航天中對電連接器的要求更苛刻,未經表面處理的絕緣體與封線體之間的粘接效果非常差,即使使用專用配方的膠,其粘接效果也達不到要求;另外,如果絕緣體和封線體之間粘接不緊密,就可能會產生漏電,使得電連接器的耐壓值提不上去。

目前國內指定生產航空電連接器的廠家,經過技術研究攻關,正逐步應用推廣等離子清洗技術清洗連接件表面,通過等離子清洗,不僅能去除表面油污,而且可增強其表面活性,這樣在粘接時,在連接件上涂膠非常容易且非常的均勻,使得粘接效果明顯改善。經國內多個生產大廠使用測試,用等離子處理后的電連接器,其抗拉能力成數倍增加,耐壓值有顯著提高。

凱夫拉處理

凱夫拉材料是一種芳綸復合材料,這種新型材料密度低、強度高、韌性好、耐高溫、易于加工和成型,而受到人們的重視。由于“凱夫拉”材料堅韌耐磨、剛柔相濟,具有刀搶不入的特殊本領,在軍事上被稱之為“裝甲衛士”。凱夫拉成型后需要與其他部件進行粘接,但該材料是疏水材料,不易涂膠,要獲得好的粘接效果需要對其進行表面處理,目前主要運用等離子對其進行表面活化處理。處理過的凱夫拉表面活性增強,粘接效果有明顯的改善,通過等離子處理工藝參數的不斷優化,其效果會進一步提高,應用的范圍也越來越廣。


五、等離子清洗機在醫療行業

靜脈輸液器

輸液器末端輸液針在使用過程中,拔出時針座與針管之間會出現脫離現象,一旦脫離,血液會隨針管流出,如不及時正確處理,對病人會造成嚴重威脅。為了確保這類事故的發生,對針座進行表面處理是非常必要的。針座孔非常小,普通方法難處理,而等離子體是一種離子狀態的氣體,對微小的孔也可以有效處理。應用等離子對其進行表面活化處理,可改善表面活性,提高其與針管的粘接強度,以確保它們之間不會脫離

導尿管的處理

導尿管給需要留置導尿的患者帶來了福音,在臨床上的應用越來越廣,但隨著其應用的增多,導尿管拔除困難的情況也越來越常見。特別是長期留置的導尿管,有時由于橡膠的老化會造成氣囊管腔的阻塞,強行拔除時可能會引起嚴重的并發癥。為了防止硅橡膠與人體接觸表面的老化,需要對其表面進行氧等離子處理。用掃描電子顯微鏡SEM)、紅外光譜FTIR-ATR)和表面接觸角研究天然膠乳導尿管經氧等離子體處理前后的表面結構、性能和化學成分的變化,結果表明用氧等離子體處理后的導尿管表面變滑,表面接觸角由84°減少至67°,表面無有害基團產生,說明氧等離子體處理是一種有效的表面處理方法。另外,可用等離子處理硅橡膠以增加其表面活性,然后在表面涂度一層不易老化的疏水材料,其效果也非常好。


六、等離子清洗機在紡織纖維行業

無紡布的優越性能使其應用范圍非常廣泛,在醫療衛生、家庭裝飾、服裝、工業、農業中均有應用。根據不同需要,無紡布在生產制作過程中要在表面進行阻燃處理、燒毛處理、潑水處理、止滑處理、抗靜電處理、涂層處理、抗菌防臭處理、印花處理、無紡布與各種紡織品的針刺復合處理,以及無紡布與各種材料(塑料、膠膜、紡織品等)粘合等,為了達到非常好的印花、粘合等效果,需要對無紡布基體進行表面處理。等離子卷筒型清洗機是專門用于無紡布電纜等細長件的表面處理,該機處理效果好、效率高,適合大批量生產加工。


七、等離子清洗在LCD液晶行業應用

目前組裝技術的趨勢主要是SIP、BGA、CSP封裝使半導體器件向模塊化、高集成化和小型化方向發展。在這樣的封裝與組裝工藝中,zui大的問題是粘結填料處的有機物污染和電加熱中形成的氧化膜等。由于在粘結表面有污染物存在,導致這些元件的粘接強度降低和封裝后樹脂的灌封強度降低,直接影響到這些元件的組裝水平與繼續發展。為提高與改善這些元件的組裝能力,大家都在想盡一切辦法進行處理。提高實踐證明,在封裝工藝中適當地引入等離子清洗技術進行表面處理,可以大大改善封裝可靠性和提高成品率。

在玻璃基板(LCD)上安裝裸芯片IC的COG工藝過程中,當芯片粘接后進行高溫硬化時,在粘結填料表面有基體鍍層成分析出的情況。還時有Ag漿料等連接劑溢出成分污染粘結填料。如果能在熱壓綁定工藝前用等離子清洗去除這些污染物,則熱壓綁定的質量能夠大幅提升。進一步說,由于基板與裸芯片IC表面的潤濕性都提高了,則LCD—COG模塊的粘結密接性也能提高,同時也能夠減少線條腐蝕的問題。

等離子清洗機應用展望

等離子技術在橡塑行業的應用已非常成熟,其相關產值逐年增加,國外市場比國內市場產值高,但國內可發展空間大,應用前景誘人。經濟的發展,人們的生活水平不斷提高,對消費品的質量要求也越來越高,等離子技術隨之逐步進入生活消費品生產行業中;另外,科技的不斷發展,各種技術問題的不斷提出,新材料的不斷涌現,越來越多的科研機構已認識到等離子技術的重要性,并投入大量資金進行技術攻關,等離子技術在其中發揮了非常大的作用。我們深信等離子技術應用范圍會越來越廣;技術的成熟,成本的降低,其應用會更加普及。

目前等離子清洗應用越來越廣泛,國內外的使用者對等離子體清洗技術的要求也是越來越高好的產品還需要專業的技術支持與服務CIF專業為您提供等離子清洗的技術及全套解決方案!


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