(简体中文): 近距离体验——现场探索等离子体、真空与派瑞林!

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使用等离子体进行清洗

为了更好地粘接、印刷、涂漆、键合,...

所有表面上都存在着极其细微的,肉眼无法辨识的污染物。去除这些污染物,几乎始终是确保通过以下方法顺利对表面进行后续加工处理的前提条件:

粘接 | 印刷 | 涂漆 | 键合 | 涂覆 | 蚀刻

等离子体技术可为所有类型的污染物、所有基材和所有后续处理提供解决方案。此外,还能分解由分子构成的残留污染物。针对个别情况下的不同要求,提供有不同的清洗方法。

等离子清洗与其他清洗方法相比具有独特的优点

  • 即使是最细小的缝隙和间隙也能进行清洗
  • 只需一个工作步骤,即可清洗所有组件表面,包括空心体的内部
  • 通过真空抽吸可毫无残留地去除分解产物
  • 不会由于化学清洗剂造成溶剂敏感型表面受损
  • 即使是细小的分子残留物也能去除
  • 可立即进行后续加工。无需通风,也不用去除溶剂
  • 无需存放和废弃处理危险性、危害环境的、危害健康的清洗剂
  • 工艺成本极低

如何通过等离子体进行清洗?

等离子体表面技术的一项重要工艺便是 等离子清洗。通过与电离气体发生 化学 反应去除 污染颗粒 。

进行 氧化铜还原反应 时,氧化铜将会暴露在 氢气的混合气体-等离子体 中,由此使氧化物发生 化学 还原反应,并形成 水蒸汽。

  • Icon 等離子體

    等離子體

  • Icon 碳聚合物

    碳聚合物

  • Icon 氫

    氫

  • Icon 氧

    氧

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    氧

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    氫

1.在氧气等离子体中去除碳氢化合物

在氧气等离子体中进行微清洗 - 脱脂

作为油脂、油或者脱模剂的残留物,几乎所有的表面上都存在碳氢化合物。在以后对表面进行后续处理时,这些涂层会大幅降低其他材料的粘附性。因此,进行任何涂漆、印刷或者粘合之前,在氧气等离子体中化学去除碳氢化合物已经成为了一种标准处理方式。

在“小型等离子体物理学”领域中举例对此清洗工艺流程中的等离子体反应进行了说明。

离子、自由基和紫外线辐射共同作用。通过高能量紫外线辐射使大分子分裂。氧自由基、离子和分裂的氢自由基占据聚合物链的自由链端,并生成 H2O 和 CO2。

碳氢化合物的分解产物在低压等离子体中为气态,并被抽吸出来。

聚合物表面上的表面污染物发生分解的同时,开始通过氧自由基进行活化。对于非极性塑料而言,进行这种活化处理是实现完美粘附性的前提条件。详情请参见 材料活化。

含有添加剂的油、油脂或者脱模剂,在氧气等离子体中无法始终被完全去除(无任何残留)。在基材处可能会形成附着性固体氧化物。如果需要,可以在下游的附加清洗工艺流程中对其进行清洗。

在氧气等离子体中进行清洗,在实际应用中适用于所有材料。通常情况下,还可以使用经过清洁的干燥空气代替氧气。因此,既可以在低压等离子体中,也可以在常压等离子体中去除碳氢化合物。

2.通过微喷砂进行机械清洗

氩气等离子体

一种特别简单的等离子体是惰性气体等离子体。它仅由离子、电子和惰性气体原子组成。其原因在于,气体总是原子形态的,所以不会存在自由基,而惰性气体不会发生化学反应,所以不会存在任何反应产物。由于重离子的动能,氩气等离子体仍处于活化状态。

清洗

通过离子撞击产生的动能去除涂层的原子和分子,从而使其不断分解。

这种处理方式几乎对所有表面均有效,也就是说,适合处理任何类型的污染物。通过微喷砂处理也可以去除几乎所有具有抗化学腐蚀性的污染物 。

因为带正电荷的离子通过加速成为了带负电荷的电极,所以将在一个平行板反应器中进行等离子体激发。

结构化 - 物理蚀刻

不仅能从表面涂层中,而且也能从基材本身中撞击出高能量的离子碎片。由此导致以分子尺度不断进行结构化和表面粗糙化。就如同进行喷砂处理或者研磨处理的时候,其会导致表面积增大 - 可能会造成侧凹 - 这会增加随后所涂覆的涂层的粘附性。

与低压等离子体中的化学蚀刻效果相反,微喷砂处理的作用方式不具有各向同性(各向同性是指在组件的所有表面上均匀作用),而是主要沿着电场方向作用,这是因为离子是沿该方向发生加速的。

3.氧化层的还原

很多表面上都存在氧化层。只有少数金属在长期存放之后不易形成氧化物。在氧气等离子体中进行等离子清洗的时候,很多金属上会随即形成氧化层。氧化层会对所有的后续处理步骤造成影响:

  • 键合、焊接时电触点的粘附性
  • 电接触不良
  • 粘接、喷漆时的粘附性差

甚至在非金属上也常常存在固体氧化沉积物,这些沉积物有时是在氧气等离子体中进行清洗后才形成的。氧化层通常能够抵抗所有常规溶剂所造成的腐蚀。由于其硬度较大,即使是采用机械方式通常也很难解决这个问题。在氢气等离子体中进行还原反应可以将其去除。

氧化

在氧气等离子体或者空气等离子体中还可以对极薄的、仅几个原子层厚度的金属涂层进行针对性的氧化。这些不可见的涂层会硬化,并保护金属不受化学腐蚀和机械磨损,并防止其进一步氧化。其可以确保表面始终具有金属光泽。

表面氧化通常是在常压等离子体中进行的。

由于通常还必须除去表面上各种类型的污染物,所以随后还采用了不同的清洗工艺,如:

1.在氧气等离子体中去除脱模剂(碳氢化合物)<br/> 2.通过在氩气等离子体中进行微喷砂处理进行微型机械式超精细清洗

或者:

1.在氧气等离子体中进行脱脂处理<br/> 2.在氢气等离子体中对氧化层进行还原

另一方面,通过在清洗后继续执行此工艺流程较长时间,可以在进行完氧气清洗后紧接着立即通过氧自由基对非极性表面进行活化。详情参见 材料活化 ,作用时间更久时参见下游的 材料蚀刻。

    如何能够实现不含 LABS 的目的?

    由于存在 油漆湿润缺陷物质 - 简称为 LABS - 最终产品会出现极为 清晰可见 的缺陷,因为这会 妨碍 需要涂漆表面的 均匀 润湿。漆层上会出现漏斗形缺陷点并形成坑洼。这种物质可能是 硅酮、 含氟 (PTFE) 材料、某些特定的 油 和 油脂 。

    通过 等离子方法 可以 永久性 去除 表面 以及弹性体本身的所有油漆湿润缺陷物质。

    可以对由 不同材料 (例如 PVC-U、PVC-C、PP、PE、ABS 和 PVDF)制成的组件以及 金属 组件进行清洗。

    清洗之后,根据当前的 污染程度,使用等离子体对部件进行最长一小时的处理。为了证实已成功完成处理,并且 不含 LABS ,会在完成等离子处理之后按照大众汽车测试规定 PV 3.10.7 进行一次 LABS 测试,测试期间可通过一种快速的方法 检测出有机硅残余物 。

    只需要一块干净的 玻璃板、 丙酮 和商业上通用的 喷漆即可,当然这些材料 必须 不含 硅酮 。经过证明, 白色 在这里特别合适。测试时,将需要测试的材料置于玻璃板上,然后用丙酮进行冲洗。待丙酮 蒸发之后 ,用喷漆 以十字交叉的方式 对玻璃板进行喷涂。漆料干燥之后,可以明显 识别出,表面上是否还存在 有机硅残余物 。漆料不会润湿这些位置,并且会形成所谓的 坑洼。

    采用 特殊工艺 ,等离子清洗还可以用于处理 有机硅材料 。即使是 有机硅橡胶 ,也可以实现不含 LABS。

    通过使用创新且环保的 低压等离子体技术 ,可以去除需要 涂覆 的组件表面上的 LABS 物质,从而解决越来越重要的问题。此外,通过被纳入到生产链中的 等离子清洗 ,还具有以下 优点 :

    • 降低 返工率
    • 降低 废品率
    • 避免 出现投诉
    • 提高了 生产安全性

    Diener electronic 还将此方法作为 有偿处理 服务提供。为此,我们提供有多台 等离子设备 ,并且拥有具备资质且经验丰富的员工。以此,我们便能够确保您的组件和元件具有 最佳 的表面质量。

    FAQ 常见问题

    可以去除哪些杂质?

    Diener electronic 的等离子设备可清除所有尺寸小于约 1 微米的有机薄膜污染物。

    大气压等离子体处理能为我们带来哪些主要优势?

    PlasmaBeam 技术适用于在线工艺,例如在包覆、粘接、 bonding 或喷涂之前对无缝金属型材、管材进行等离子清洗。 

    该技术适用于机器人操作,即借助机器人,可利用等离子束对二维或三维表面进行扫描。 

    PlasmaBeam 技术可实现局部表面清洁,无需对剩余区域进行遮蔽处理,例如在进行线键合(Wire-Bonding)前,对 Al、Au 和 Cu 键合垫进行清洁,且不会接触到表面的其余部分。

    大气压等离子体通常适合用于表面清洁吗?

    是的,但范围非常有限。就清洗工艺而言,低压等离子体具有明显更高的工艺灵活性。

    能否清除部件表面的金属切屑或灰尘?

    很遗憾,无法清除表面上的金属屑或灰尘。

    低压等离子体还是大气压等离子体,哪种方案更优?

    对于Diener electronic的表面处理,不存在“好与坏”之分,而是“适合或不适合该应用”。

    请参阅我们的优缺点对照表

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    我们很乐意为您提供帮助。您可以轻松使用我们的联系表单;或者直接通过电子邮件或电话与我们联系。

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