Pulizia al plasma

Prima di ogni trattamento al plasma si deve effettuare una pulizia al plasma in modo da avere sempre una superficie del materiale pulita.

Per una pulizia completa i seguenti processi sono disponibili:

Pulizia in plasma di ossigeno

La contaminazione superficiale residua, soprattutto subito una pulizia chimica o meccanica sono spesso di natura organica. Spesso ci sono resti di oli di lavorazione. Grassi, distaccanti, siliconi,, che non vengono completamente rimossi dal molti solventi. Se queste sostanze rimangono in superficie, ostacolano tutte le ulteriori fasi di lavorazione, in particolare, tutte le operazioni di incollaggio e rivestimento. Queste sostanze possono essere completamente rimosse dal plasma di ossigeno, spesso dal plasma di aria

Le molecole di ossigeno e i radicali sono estremamente reattivi e formano legami molto stabili. Attraverso la radiazione UV del plasma, le catene polimeriche dei residui organici sono divise. I radicali dell'ossigeno occupano immediatamente i legami vacanti e prevengono la ricombinazione dei frammenti di polimero. Questa reazione a catena trasforma le macromolecole in sostanze volatili a catena corta le quali vengono aspirate fuori dalla pompa del vuoto.

Principio di pulizia delle superfici in plasma di ossigeno

Rimozione di strati di ossido:

Sulla superficie di quasi tutti i metalli, si forma uno strato di ossido, anche quando il metallo viene esposto solo brevemente all'atmosfera. In molti metalli comuni, questo effetto è estremamente utile perché la maggior parte degli strati protegge il metallo dalla corrosione.

Tuttavia, gli strati di ossido ostacolano successiva processi di accoppiamento, in particolare la saldatura e incollaggio, così come un eventuale contatto elettrico.

Nel plasma idrogeno le molecole di idrogeno eccitate, ioni e radicali reagiscono con l'ossigeno dell'ossido per formare vapore acqueo, il quale viene aspirato dalla pompa da vuoto.

Le superfici ossidate sono ridotte dal plasma di idrogeno

Microsabbiatura in plasma di argon

Alcune sostanze vengono rimosse mediante  plasma di ossigeno o plasma di idrogeno in particolare sali e sostanze ceramiche. Mediante un bombardamento ionico in un plasma di argon viene effettuato un attacco fisico,atomi, radicali e molecole vengono accelerati e impattano con una notevole energia sulla superficie. Questo effetto non è selettivo, cioè funziona praticamente su tutti i substrati. Attraverso il trattamento al plasma di argon abbastanza intenso quindi, vengono quindi praticamente rimosse tutte le sostanze.

Naturalmente, anche il substrato stesso viene attaccato e rimosso dal bombardamento ioni di argon. Questo effetto può essere desiderabile, in quanto porta quindi alla sabbiatura o smerigliatura ad un irruvidimento ed un aumento dell'area di contatto, che migliora l'adesione in caso di incollaggio o rivestimento. Quando questo attacco del substrato non è desiderato, la durata del trattamento nel plasma di argon deve essere di ottimizzato conseguenza

In plasma di argon quasi tutte le sostanze si lasciano erodere fisicamente mediante bombardamento ionico.

La velocità di processo della micro-sabbiatura risulta bassa. Se sulla superficie sono presenti idrocarburi, la superficie viene prima pulita in un plasma di ossigeno. Un trattamento al plasma di argon può essere successivo. Se anche strati di ossido devono essere rimosso, il campione può essere pulito in un gas di processo argon/idrogeno.

Nel video si vede l'effetto della pulizia del plasma: