Sur toutes les surfaces, il y a toujours les impuretés ultra-fines qui ne sont pas visibles à l'œil nu. L'élimination de ces impuretés constitue presque toujours une condition préalable à un traitement parfait de la surface par des procédés tels que :
Collage | Impression | Peinture | Collage | Bonding | Enduction | Gravure
La technologie plasma offre des solutions pour tout type de contamination et n’importe quel substrat quel que soit le traitement ultérieur. Des résidus de contamination moléculaire sont également évacués. Il existe différentes méthodes de nettoyage pour les différentes exigences dans chaque cas.
- Nettoyage même dans les interstices et espaces intermédiaires les plus fins
- Nettoyage de toutes les surfaces de composants en une séquence de travail, même à l'intérieur de cavités
- Élimination sans résidus de produits désagrégés par l'aspiration par vide
- Pas d'endommagement de surfaces sensibles aux solvants par les produits de nettoyage chimiques
Comment fonctionne le nettoyage au plasma ?
Un processus important de la technologie des surfaces à plasma est le nettoyage au plasma. Les particules de saleté sont éliminées par réaction chimique avec les gaz ionisés.
Lors de la réduction de l'oxyde de cuivre, les oxydes de cuivre sont exposés à un plasma de mélange d'hydrogène gazeux, de sorte que les oxydes sont chimiquement réduits et que de la vapeur d'eau se produise.
Plasma
Polymère de carbone
Hydrogène
Oxygène
Oxygène
Hydrogène
1. Élimination d'hydrocarbures dans le plasma d'oxygène
Micro-nettoyage - Dégraissage en plasma d'oxygène
Presque toutes les surfaces contiennent des hydrocarbures sous forme de résidus de graisses, d'huiles ou d'agents de séparation. Ces couches réduisent considérablement l'adhérence d'autres matériaux lors du traitement ultérieur de la surface. Par conséquent, l'élimination chimique des hydrocarbures dans le plasma d'oxygène est un traitement standard avant toute peinture, impression ou collage.
Les réactions plasmatiques au cours de ce processus de nettoyage sont présentées à titre d'exemple dans la section « Petite physique des plasmas ».
Les ions, les radicaux et le rayonnement UV agissent ensemble. Le rayonnement UV à haute énergie divise les macromolécules. Les radicaux oxygène, les ions et les radicaux hydrogène clivés occupent les extrémités de la chaîne libre des chaînes polymères en H2O et CO2.
Les produits de dégradation des hydrocarbures sont gazeux dans le plasma basse pression et sont extraits par aspiration.
Sur les surfaces polymères, une activation par les radicaux d'oxygène commence parallèlement à l'élimination de la pollution de surface. Cette activation est une condition préalable à l'adhérence parfaite des plastiques non polaires. Pour de plus amples détails, voir Activation des matériaux.
Les huiles, graisses ou agents de démoulage contenant des additifs ne peuvent pas toujours être éliminés sans laisser de résidus dans le plasma d'oxygène. Des oxydes solides adhérant au substrat peuvent se former. Si nécessaire, ils peuvent être nettoyés lors de processus de nettoyage supplémentaires en aval.
Le nettoyage au plasma d'oxygène fonctionne sur pratiquement tous les matériaux. L'air sec épuré peut être fréquemment utilisé à la place de l'oxygène. L'élimination d'hydrocarbures doit donc s'effectuer aussi bien dans le plasma basse pression que dans le plasma à pression atmosphérique.
2. Nettoyage mécanique par micro-sablage
Plasma d'argon
Un plasma particulièrement simple est un plasma de gaz noble. Il ne se compose que d'ions, électrons et atomes de gaz noble. Vu que le gaz est toujours atomique, il n'y a pas de radicaux et vu que les gaz nobles ne réagissent pas chimiquement, il n'y a pas non plus de produits de réaction. En raison de l'énergie cinétique des ions lourds, le plasma d'argon est malgré tout actif.
Nettoyage
L'énergie cinétique de l'impact des ions fait éclater les atomes et les molécules du revêtement, de sorte qu'il est de plus en plus enlevé.
Le traitement est efficace sur presque toutes les surfaces, et donc pour tous les types d'encrassement. Le micro-sablage peut également éliminer presque toutes les saletés qui résistent aux attaques chimiques.
Comme les ions chargés positivement sont accélérés sur une électrode chargée négativement, l'excitation par plasma s'effectue dans un réacteur à plaques parallèles.
Structuration - gravure physique
Des ions riches en énergie font éclater des fragments non seulement de la couche superficielle, mais aussi du matériau du substrat même. Il en résulte une structuration et une rugosité croissantes de la surface à l'échelle moléculaire. Comme pour le sablage ou le meulage, il en résulte une augmentation de la surface - éventuellement aussi des contre-dépouilles - ce qui augmente l'adhérence des couches appliquées consécutivement.
À l'encontre des effets de la gravure chimique dans le plasma basse pression, le micro-sablage ne fonctionne pas de manière isotrope, c'est-à-dire de manière uniforme sur toutes les surfaces d'un composant, mais essentiellement dans la direction du champ électrique, car les ions sont accélérés dans cette direction.
3. Réduction des couches d'oxyde
Des couches d'oxyde se trouvent sur de nombreuses surfaces. Seuls quelques métaux ont tendance à ne pas former d'oxyde après un stockage prolongé. Des couches d'oxyde se forment sur de nombreux métaux, en particulier lors du nettoyage dans le plasma d'oxygène. Les couches d'oxyde gênent à tous les niveaux du post-traitement :
- Adhérence des contacts électriques lors du collage, brasage
- Mauvais contact électrique
- Mauvaise adhérence lors du collage, de l'application de peintures
Sur les non-métaux, on trouve aussi fréquemment des dépôts oxydés solides, qui ne se sont parfois formés qu'à la suite du nettoyage dans le plasma d'oxygène. Les couches d'oxyde résistent souvent à toute attaque par des solvants usuels. Même mécaniquement, ils sont souvent difficiles à enlever en raison de leur grande dureté. Ils sont éliminés par réduction dans le plasma d'hydrogène.
Oxydation
Dans le plasma d'oxygène ou le plasma d'air, des couches métalliques extrêmement minces de quelques couches d'atomes d'épaisseur seulement sont également oxydées de manière ciblée. Ces couches invisibles durcissent et protègent le métal contre des attaques chimiques et mécaniques et la poursuite de l'oxydation. Ils assurent une surface métallique brillante permanente.
L'oxydation de surface est souvent réalisée en plasma à pression atmosphérique.
Vu qu'une surface doit souvent être débarrassée de différents types de saletés, différents processus de nettoyage sont appliqués l'un après l'autre :
1. Élimination d'agents séparateurs (hydrocarbures) dans le plasma d'oxygène
2. Nettoyage micro-mécanique de précision grâce au micro-sablage en plasma d'argon
ou :
1. Dégraissage en plasma d'oxygène
2. Réduction des couches d'oxyde en plasma d'hydrogène
D'autre part, une activation des surfaces non polaires par les radicaux d'oxygène s'effectue à l'issue du nettoyage à l'oxygène, en poursuivant le processus pendant une période plus longue après le nettoyage. Pour de plus amples détails, voir Activation des matériaux et gravure ultérieure des matériaux après une exposition encore plus longue.
Comment obtenir l'exemption de LABS ?
Les substances réduisant l'adhésion de la peinture - en abrégé LABS - provoquent des défauts clairement visibles sur le produit fini parce qu'un mouillage uniforme de la surface à peindre est empêché. Des imperfections en forme d'entonnoir et de cratères apparaissent dans la couche de peinture. Ces substances peuvent être des silicones, , des substances fluorées (PTFE), certaines huiles et graisses.
Le processus plasma dissout de façon durable toutes les substances perturbant le de la peinture de surface ainsi que de l'élastomère même.
Les composants peuvent être nettoyés à partir d'une grande variété de matériaux tels que PVC-U, PVC-C, PP, PE, ABS et PVDF ainsi que des composants métalliques.
Après le nettoyage, les pièces sont traitées au plasma pendant une heure au maximum, en fonction du degré de contamination. Afin de confirmer le succès du traitement et donc l'absence de LABS, un test LABS est effectué après le traitement au plasma, sur la base de la spécification de test Volkswagen PV 3.10.7, dans laquelle les résidus de silicone sont détectés à l'aide d'une méthode rapide.
Tout ce dont vous avez besoin est une plaque de verre propre, de l'acétone et une peinture aérosol du commerce, qui doit être naturellement exempte de silicone. La couleur blanche s'est avérée particulièrement adaptée à cela. Pour le test, le matériau à tester est placé sur la plaque de verre et rincé à l'acétone. Après l'évaporation de l'acétone, la plaque de verre est vaporisée de peinture en forme de croix. Après le séchage de la peinture, on peut déceler plus clairement si des résidus de silicone sont encore présents sur la surface. À ces endroits, la laque ne mouille pas et des soi-disant cratères se forment.
Le nettoyage au plasma peut être également utilisé avec des procédés spéciaux pour le traitement des matériaux en silicones. Une exemption de LABS peut être obtenue même avec du caoutchouc siliconé.
Grâce à l'utilisation d'une technologie plasma basse pression innovante et écologique, il est possible de résoudre un problème de plus en plus important en éliminant les substances LABS des surfaces de composants devant être enduits. L'intégration du nettoyage plasma dans la chaîne de production présente les avantages suivants :
- Réduction du taux de rectification
- Réduction du le taux de rebuts
- Éviter des réclamation
- Augmentation de la sécurité de production
Diener electronic propose également cette procédure en tant que sous-traitance. Plusieurs systèmes plasma ainsi que des collaborateurs qualifiés et expérimentés sont pour cela disponibles. Ainsi, nous pouvons garantir une qualité de surface optimale de vos pièces et composants.
FAQ Questions fréquemment posées
Quelles impuretés peuvent être éliminées ?
Toutes les impuretés organiques sous forme de film, d'une taille allant jusqu'à environ 1 micromètre, peuvent être éliminées à l'aide des systèmes plasma de Diener electronic.
Quels sont les principaux avantages du traitement par plasma à pression atmosphérique ?
La technologie PlasmaBeam est applicable aux processus en ligne, par exemple pour le nettoyage au plasma de profilés métalliques continus ou de tubes avant leur revêtement, leur collage, leur liaison ou leur peinture.
Cette technique est compatible avec la robotique, c'est-à-dire que les surfaces en 2 ou 3 dimensions peuvent être balayées par le jet de plasma à l'aide de robots.
PlasmaBeam permet un nettoyage localisé de la surface sans qu'il soit nécessaire de masquer le reste de la surface, par exemple pour le nettoyage des pastilles de liaison en Al, Au et Cu avant le câblage (wire-bonding) sans toucher le reste de la surface.
Le plasma atmosphérique est-il généralement recommandé pour le nettoyage des surfaces ?
Oui, mais de manière très limitée. Le plasma à basse pression offre une flexibilité nettement supérieure en matière de procédés de nettoyage.
Est-il possible d'éliminer les copeaux métalliques ou la poussière des composants ?
Il n'est malheureusement pas possible de nettoyer les surfaces pour éliminer les copeaux métalliques ou la poussière.
Le plasma à basse pression ou à pression atmosphérique : quelle est la meilleure solution ?
Pour Diener electronic, il n'y a pas de « meilleur ou pire » en matière de traitement de surface, mais seulement « adapté ou inadapté à l'application ».
