基本介紹
- 中文名：等離子清潔機
- 外文名：Plasma Treatment System
- 別名：等離子表面處理儀
- 結構：控制單元、真空腔體以及真空泵
簡介,清洗原理,結構,優勢,清洗特點,套用,在橡塑行業,在橡膠、塑膠行業,在汽車行業,在電子行業,在國防行業,在醫療行業,在紡織纖維行業,具體套用,套用展望,
簡介
電漿和固體、液體或氣體一樣，是物質的一種狀態，也叫做物質的第四態。對氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子狀態。電漿的"活性"組分包括：離子、電子、活性基團、激發態的核素（亞穩態）、光子等。電漿表面處理儀就是通過利用這些活性組分的性質來處理樣品表面，從而實現清潔、改性、光刻膠灰化等目的。
清洗原理
電漿是物質的一種存在狀態，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，如地球大氣中電離層中的物質。電漿狀態中存在下列物質：處於高速運動狀態的電子；處於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。
微波等離子清洗機工作原理
等離子清洗機工藝流程結構
等離子清洗機的結構主要分為三個大的部分組成，分別是控制單元、真空腔體以及真空泵。就以下三個部分做一個陳述：
一、控制單元
而控制單元又分為兩個大的部分：
1）電源部分：主要電源頻率有三種，分別是40KHz、13.56MHz、2.45GHz，其中13.56MHz是需要電源匹配器的。
2）系統控制單元：分三種，按鈕控制（半自動、全自動）、電腦控制、PLC控制（液晶觸控螢幕控制）。
二、真空腔體：
真空腔體主要是分為兩種材質的：
1）不鏽鋼真空腔體。
2）石英腔體。
三、真空泵：
真空泵分為兩種：
1）乾泵。
2）油泵。
以下為等離子清洗機面板按鈕和背面結構：
優勢
一、清洗對象經等離子清洗之後是乾燥的，不需要再經乾燥處理即可送往下一道工序。可以提高整個工藝流水線的處理效率；
二、等離子清洗使得用戶可以遠離有害溶劑對人體的傷害，同時也避免了濕法清洗中容易洗壞清洗對象的問題；
三、避免使用三氯乙烷等ODS有害溶劑，這樣清洗後不會產生有害污染物，因此這種清洗方法屬於環保的綠色清洗方法。這在全球高度關注環保的情況下越發顯出它的重要性；
四、採用無線電波範圍的高頻產生的電漿與雷射等直射光線不同。電漿的方向性不強，這使得它可以深入到物體的微細孔眼和凹陷的內部完成清洗任務，因此不需要過多考慮被清洗物體的形狀。而且對這些難清洗部位的清洗效果與氟利昂清洗的效果相似甚至更好；
五、使用等離子清洗，可以使得清洗效率獲得極大的提高。整個清洗工藝流程幾分鐘內即可完成，因此具有產率高的特點；
六、等離子清洗需要控制的真空度約為100Pa，這種清洗條件很容易達到。因此這種裝置的設備成本不高，加上清洗過程不需要使用價格較為昂貴的有機溶劑，這使得整體成本要低於傳統的濕法清洗工藝；
七、使用等離子清洗，避免了對清洗液的運輸、存儲、排放等處理措施，所以生產場地很容易保持清潔衛生；
八、電漿清洗可以不分處理對象，它可以處理各種各樣的材質，無論是金屬、半導體、氧化物，還是高分子材料（如聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚醯亞胺、聚酯、環氧樹脂等高聚物）都可以使用電漿來處理。因此特別適合於不耐熱以及不耐溶劑的材質。而且還可以有選擇地對材料的整體、局部或複雜結構進行部分清洗；
九、在完成清洗去污的同時，還可以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，這在許多套用中都是非常重要的。
清洗特點
容易採用數控技術，自動化程度高；具有高精度的控制裝置，時間控制的精度很高；正確的電漿清洗不會在表面產生損傷層，表面質量得到保證；由於是在真空中進行，不污染環境，保證清洗表面不被二次污染。
套用
在橡塑行業
我們在工業套用中發現一些橡膠塑膠件在進行表面連線的時候會出現粘接困難的問題，這是因為聚丙烯、PTFE等橡膠塑膠材料是沒有極性的，這些材料在未經過表面處理的狀態下進行的印刷、粘合、塗覆等效果非常差，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，在高速高能量的電漿的轟擊下，這些材料結構表面得以最大化，同時在材料表面形成一個活性層，這樣橡膠、塑膠就能夠進行印刷、粘合、塗覆等操作。套用等離子技術對橡塑表面處理，其操作簡單，處理前後沒有有害物質產生，處理效果好，效率高，運行成本低。
在橡膠、塑膠行業
等離子表面處理技術的套用領域包括橡膠、複合材料、玻璃、布料、金屬等，涉及各行各業，這篇文章中我們主要介紹其在橡膠、塑膠領域一些行業的具體套用。
在汽車行業
1.點火線圈
2.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，因此需要採用耐熱性和耐油性優良的材料。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，其套用前景非常廣泛。
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、很低的摩擦係數，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，用電漿轟擊需粘接的PTFE表面後，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，其套用也越來越被廣泛認同。
3.汽車行業其他方面的套用
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最佳化改進，如進行
（1）儀錶板在柔性聚氨酯(PU)塗覆前處理
（2）控制臺在粘合前處理
（3）內部PP零件植縟前處理
（4）汽車門窗密封件的處理
以前未經任何處理儀錶盤或控制臺塗覆效果非常差，不耐磨，容易掉漆等現象，用化學方法處理雖然能改變塗覆的效果，但同時也改變了儀錶盤等基材的性能，使得其強度有所降低。很多廠家已經使用等離子技術來處理這些基材，通過電漿轟擊，材料表面微觀層面活性增強，能明顯改善塗覆效果。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。
在電子行業
1.硬碟塑膠件
科學的發展，技術的不斷進步，電腦硬碟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，這對硬碟結構的要求也越來越高，硬碟內部部件之間連線效果直接影響硬碟的穩定性、工作可靠性、使用壽命，這些因素直接關係到數據的安全性。
為了確保硬碟的質量，知名硬碟生產廠家對內部塑膠件在粘接前均進行各種處理，套用較多的是等離子處理技術，使用該技術能有效清潔塑膠件表面油污，並能增加其表面活性，即能提高硬碟部件的粘接效果。實驗表明，硬碟中使用等離子處理過的塑膠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。
2.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。
3.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後，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膠外殼進行處理，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，更能最大程度的活化塑膠外殼表面，增強其印刷、塗覆等粘接效果，使得外殼上塗層與基體之間非常牢固地連線，塗覆效果非常均勻，外觀更加亮麗，並且耐磨性大大增強，長時間使用也不會出現磨漆現象。
在國防行業
1.航空航天電連線器
電連線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線器的發展，尤其在航空航天中對電連線器的要求更苛刻，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，使得電連線器的耐壓值提不上去。
國內指定生產航空電連線器的廠家，經過技術研究攻關，正逐步套用推廣等離子清洗技術清洗連線件表面，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，在連線件上塗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，用等離子處理後的電連線器，其抗拉能力成數倍增加，耐壓值有顯著提高。
2.凱夫拉處理
凱夫拉材料是一種芳綸複合材料，這種新型材料密度低、強度高、韌性好、耐高溫、易於加工和成型，而受到人們的重視。由於“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”。
凱夫拉成型後需要與其他部件進行粘接，但該材料是疏水材料，不易塗膠，要獲得好的粘接效果需要對其進行表面處理，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最佳化，其效果會進一步提高，套用的範圍也越來越廣。
在醫療行業
1.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，而電漿是一種離子狀態的氣體，對微小的孔也可以有效處理。套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。下圖為針座在等離子清洗機中進行表面清洗活化處理.
2.導尿管的處理
另外，可用等離子處理矽橡膠以增加其表面活性，然後在表面塗度一層不易老化的疏水材料，其效果也非常好。
在紡織纖維行業
無紡布的優越性能使其套用範圍非常廣泛，在醫療衛生、家庭裝飾、服裝、工業、農業中均有套用。根據不同需要，無紡布在生產製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、塗層處理、抗菌防臭處理、印花處理、無紡布與各種紡織品的針刺複合處理，以及無紡布與各種材料（塑膠、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。等離子捲筒型清洗機是專門用於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。
具體套用
等離子清洗/刻蝕機產生電漿的裝置是在密封容器中設定兩個電極形成電場，用真空泵實現一定的真空度，隨著氣體愈來愈稀薄，分子間距及分子或離子的自由運動距離也愈來愈長，受電場作用，它們發生碰撞而形成電漿，這些離子的活性很高，其能量足以破壞幾乎所有的化學鍵，在任何暴露的表面引起化學反應，不同氣體的電漿具有不同的化學性能，如氧氣的電漿具有很高的氧化性，能氧化光刻膠反應生成氣體，從而達到清洗的效果；腐蝕性氣體的電漿具有很好的各向異性，這樣就能滿足刻蝕的需要。利用等離子處理時會發出輝光，故稱之為輝光放電處理。
電漿清洗的機理，主要是依靠電漿中活性粒子的“活化作用”達到去除物體表面污漬的目的。就反應機理來看，電漿清洗通常包括以下過程：無機氣體被激發為等離子態；氣相物質被吸附在固體表面；被吸附基團與固體表面分子反應生成產物分子；產物分子解析形成氣相；反應殘餘物脫離表面。
電漿清洗技術的最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、聚醯亞胺、聚氯乙烷、環氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地處理，並可實現整體和局部以及複雜結構的清洗。
套用展望
等離子技術在橡塑行業的套用已非常成熟，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，套用前景誘人。
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，新材料的不斷湧現，越來越多的科研機構已認識到等離子技術的重要性，並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套用範圍會越來越廣；技術的成熟，成本的降低，其套用會更加普及。
