Limpieza con plasma

Antes de cualquier tratamiento con plasma, debe realizarse previamente una limpieza con plasma para disponer de una superficie del material totalmente pura. Para una limpieza completa, se ofrecen los siguientes procesos:

Limpieza en el plasma de oxígeno

La contaminación superficial —en particular, los restos que deja precisamente una limpieza mecánica o química en húmedo— suele ser de naturaleza orgánica. A menudo, se trata de restos de aceites, grasas, desmoldantes y siliconas que la mayoría de los disolventes no puede eliminar por completo. Cuando quedan tales sustancias en la superficie, obstaculizan enormemente los demás pasos de tratamiento, en especial, todos los pegados y recubrimientos. Estas sustancias pueden eliminarse con el plasma de oxígeno y, con frecuencia, también con el plasma de aire, normalmente sin dejar restos.  Las moléculas y los radicales de oxígeno excitados son tremendamente reactivos y forman enlaces muy estables.
La radiación UV del plasma provoca la división de las cadenas de polímeros en los restos orgánicos. Los radicales de oxígeno ocupan de inmediato los enlaces liberados, de modo que impiden la recombinación de los fragmentos de polímeros. De este modo, a partir de las macromoléculas, van surgiendo sustancias volátiles de cadena corta, que aspira la bomba de vacío.

Descomposición de capas de óxido

En la superficie de casi todos los metales, se crea una capa de óxido, incluso si el metal solamente está expuesto a la atmósfera durante un tiempo breve. En muchos metales comunes, este efecto resulta de lo más útil, ya que, bajo la capa de óxido, normalmente sólida y resistente, se evita la corrosión de zonas más profundas del metal. Sin embargo, las capas de óxido entorpecen los procesos de unión posteriores, sobre todo, la soldadura y la unión por hilo, además de mermar la capacidad de establecer contactos eléctricos. En el plasma de hidrógeno, las moléculas, los iones y los radicales de hidrógeno excitados reaccionan con el oxígeno del óxido y forman vapor de agua, que aspira sin problemas la bomba de vacío. 

Microchorros de arena en el plasma de argón

Algunas sustancias no pueden eliminarse ni con el plasma de oxígeno ni con el plasma de hidrógeno; se trata principalmente de sales y sustancias cerámicas. A través del bombardeo de iones en el plasma de argón, se produce un grabado físico, es decir, se desprenden átomos, radicales y moléculas de una superficie debido a la energía cinética del bombardeo de iones. Este efecto no es selectivo, lo que significa que funciona en prácticamente todos los sustratos. Por lo tanto, mediante tratamiento con plasma de argón con la suficiente intensidad, puede eliminarse casi cualquier sustancia. No obstante, el bombardeo de iones de argón también provoca el grabado y la extracción del propio sustrato. Este efecto puede desearse, ya que, igual que sucede con los chorros de arena o con el lijado, conlleva un aumento de la rugosidad y, por tanto, una ampliación de la superficie, lo que mejora la adhesión durante el pegado o el recubrimiento. Si no se desea que el sustrato sufra el grabado, deberá ajustarse de manera apropiada la duración del tratamiento en el plasma de argón.

La velocidad de tratamiento de los microchorros de arena es baja. Por ello, en presencia de hidrocarburos, se realiza primero una limpieza en el plasma de oxígeno. A continuación, puede incluirse un tratamiento con plasma de argón. Si deben eliminarse también capas de óxido, la limpieza puede tener lugar en un gas de proceso que contenga argón e hidrógeno.

En el siguiente vídeo, se muestra el efecto de la limpieza con plasma:

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