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国兴技术为您全面解析大气电浆表面处理工艺分类作用大全
编辑:原创 浏览:1063 发布日期: 2021-03-25
信息摘要:
大气电浆技术与传统真空电浆同样具有高能粒子,却无真空电浆所需的密闭式反应腔体及真空抽气系统,在近几年受到许多人的瞩目。所为大气电浆,亦即在常温常压的环境中即能实施操作,可大幅降低生产成本和加速生产效率。工业技术上的表面处理技术,主要是提升工件表面之亲水性,或异质物接合的黏着强度。目前常用的方式包含:化学药剂蚀刻、火焰处理法、臭氧法及真空电浆处理等。

大气电浆技术与传统真空电浆同样具有高能粒子,却无真空电浆所需的密闭式反应腔体及真空抽气系统,在近几年受到许多人的瞩目。所为大气电浆,亦即在常温常压的环境中即能实施操作,可大幅降低生产成本和加速生产效率。工业技术上的表面处理技术,主要是提升工件表面之亲水性,或异质物接合的黏着强度。目前常用的方式包含:化学药剂蚀刻、火焰处理法、臭氧法及真空电浆处理等。但,上述技术通常具有环保考量、高成本,与生产效率缓慢等缺点。而大气压电浆技术的崛起,在许多的领域造成革命性的震撼,传统需真空或湿式制程才能达到的目的,在常温常压的条件下,即有新的解决方法。

大气电浆表面处理工艺

电浆技术概况

电浆(Plasma)乃一群部分离子化之气体(Partially Ionized Gas),其内部组成包括带电荷之电子、离子,不带电的中性气体原子(或分子)与自由基(Radicals)等物种。若以操作压力范围来进行区分,又可分为高温电浆及低温电浆。亦即,当操作压力大于500 Torr 时,其产生的电浆因内部电子、离子和中性原子(或分子)的碰撞效应极为频繁,故电子温度(Te)与气体温度(Tg)趋近于一致;此时中性原子(或分子)温度可高达几万或几十万K,称之为高温电浆(Thermal Plasma)。而当操作压力小于 50 Torr,因平均自由路径相较为大,此时电子因被外加电场加速而获得能量。

在较低之操作压力下时,离子温度(Ti)远比电子温度低,且中性原子或分子因无法被电场加速,加上受电子或离子的碰撞频率颇低,因此其整体温度接近室温,称之为低温电浆 (Non-Thermal Plasma)

电浆的生成主要靠由电浆内部物种的连续碰撞反应,亦即靠着电子在电场中加速获得极高的动能,以碰撞进行能量传递,解离气体分子。就原子而言,当传递的能量累积至足够造成原子内电子的迁移,即产生一离子与二次电子(此电子又将受电场加速而重覆上述反应)

而电子动能与电场间可由电场对电子作功之累积表示,即电子动能相当于电场作用力与距离之乘积,亦即电子所获得的能量相当于粒子带电量、电场大小及其粒子平均自由路径之相乘积。故在电子带电量固定下,欲提升电子动能则需由增加电场,或提升平均自由路径,也就是降低碰撞频率等技术上着手。这也就是一般电浆制程多半以高电压,以及低压真空环境下操作之主因。然而,低压真空制程包含高设备成本,同时限制推动连续制程的应用,无法降低制作成本;故电浆制程若能于大气条件下进行,这对于产成本无对的优势;而常压下电子与其中性物种碰撞频率极高,其电子在尚未获得足够能量进行离子化碰撞前便把累积的能量释出。是故,于大气环境下产生电浆,其方法有二大量电来加气体分子,此式又称为常压电浆;或高压电场,使电子在有的距离中累积足够能量来产生离子化碰撞,此式为常压低温电浆。然而对于制程应用而言,一大气压且低温之电浆制程为业乐见的。

大气电浆之分类

大气电浆(或称为常压电浆)于一大气压或接近一大气压之状态下所产生的电浆,相较于低压真空电浆技术,常压电浆系统比真空电浆系统省去庞大的真空腔体与真空,于设备成本上有对的优势更遑论加速生产效率,与减少真空制程步骤和大量维护成本之效

表一整理几种常的大气电浆系统之性;其中,常压喷射电浆设备电质电系统因常压低温(Non-thermal Plasma)之电浆制程性,整合于产制作程上,同时有效解决电晕放电系统之均度,因此也最备受瞩目。

表一大气电浆系统之特性列表

 大气电浆表面处理工艺

1. 喷射式电浆(Plasma Jet)

其特色为电浆面积小、能量中、处理效率高、产生的臭氧度较低、电累积较小。其应用效是大气电浆中最佳选择,但受于处理面积小,通常可多支并联成一幅式处理系统。目前的应用包括:表面质、光阻去除、电浆蚀刻、液晶板芯片贴合、带式载板制程清洁、手装贴合、生医材料杀菌涂布/印刷前处理。

2006 年,本公发之常温常压喷射式电浆,在常压常温的环境下行时,只消耗空气和电,即可轻易直接和有的生产工艺配合,无塑料橡胶金属纺织品纸类还玻璃都能大提升工件表面能(>65 达因)。通这样的处理工,制的表面状态才能充续的涂装、粘接、印刷等工的要可实现现制造工追求的高量,高可靠性,高效率,低成本和环保等目

大气电浆表面处理工艺

此外,本公常压喷射式电浆,比起代喷射式电浆处理工,电极寿达一万小时;在某些洁净的环境与制程下,电极寿更长万小时,也更适合处理敏感易损的表面。例如 DVD、电容器、电路基等。这表面覆盖金属电路制透过零位差电浆的处理,不但不受到任何损伤简洁掌握,且完全环保的工

2. 电质(DBD)

其特色线型电浆,合大面积且平整面之工件表面处理。其操作频率 1~40kHz,操作电压大于 10KV。此工的缺点为:丝状微放电之电流集中于一小点,容易损坏电极板表面处理的材料,且电浆反应的效率远低于喷射电浆 10 以上;各项研究更指出DBD 92%源损耗能的产生。且 DBD 必须使气,或者氦气、气等昂贵性气体,得以顺利电浆。此外,其电浆块均度制作的困难度,电极寿命与可靠度都备受质,因此一直未被工业界正式大量用。

大气电浆预处理特性

干净刚打过蜡汽车涂装表面特别容易弹开雨滴什么原因呢?此乃因为,涂装表面的能量常的低,相对于水的表面(72 mN/m)常大之故。传统喷涂预处理工,为了确保喷涂素良好,工件表面必须彻底清洁 (亦即增加表面能)容易影向涂层着力。

涂装前处理程

大气电浆表面处理工艺

退 (只适用于塑料)

作用: 由于塑料涂装容易变形,故必须涂装前,将塑料低于热变形时的温度以低内应力。大气电浆温度低于 80℃由移动速度可整加工温度,同时达到薄膜表面退火之目的。

二、

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