等離子體清洗

低溫等離子清洗是一種幹法物理清洗技術，利用等離子（zǐ）體清洗可以（yǐ）對金（jīn）屬、塑（sù）料、玻璃等材料進行除油、清洗、活化（huà）等處理（lǐ），並且可以省去通常采（cǎi）用（yòng）濕法工藝所必需的幹燥工序及廢水處理裝置，因（yīn）此它比濕法清洗工藝的工藝流程短，費用低，而且不會汙染環境等優點（diǎn）。所以在淘汰CFC-113和1丄1-三氯乙烷等（děng）ODS清洗劑的過程中，在某些領域考慮采用等離子體清洗等幹法（fǎ）物理清洗，不失是（shì）一種明智（zhì）之舉。下麵對等離子體的有關概念及等離子體清洗技術的（de）應用情（qíng）況分別加以介紹。

等離子（zǐ）體清（qīng）洗技術原理

1.什麽是等離子（zǐ）體

在電（diàn）場中保持低壓狀態的氣體如氧氣、氮氣、甲烷等，在輝光放電的環境中，可以分解出加速運動的電子和（hé）解（jiě）離成帶有（yǒu）正、負電荷（hé）的原子和（hé）分子。同時，在低壓氣體中存在（zài）的電子，在電場中被（bèi）加（jiā）速時（shí），獲（huò）得高能量並（bìng）與周圍的分子或原子發生碰撞，結果從分子和原子中激發出電子（zǐ），其本（běn）身也（yě）處於激發狀態或離（lí）子狀（zhuàng）態。把以這種形式存在的物質狀（zhuàng）態叫等離子體。可見，等離子體是（shì）多種物質的共存體（tǐ）。如處於高速運動狀態的電子；處（chù）於激發態的中性和離子化的原子和（hé）分（fèn）子；解離反應過（guò）程中產生的紫外線，還有未反應的原子和分子。

等離（lí）子體的清洗（xǐ）作用機理（lǐ）比較複雜，至今還不十分清楚，一般認為是由於等離子體的高動能和紫外線等對汙（wū）垢共同作（zuò）用的結（jié）果（guǒ）。

2.如何用人工（gōng）方法製得等（děng）離（lí）子體

除了在自（zì）然界已存在的等離子體以（yǐ）外，用人工方法在一定範圍內也可以製得等離子體。最早人們是在1927年，在水銀蒸氣在高（gāo）壓電場中的放電實驗中發現等離子體的。後來發現通過多種方式，如電弧放電、輝光放（fàng）電、激光、火焰或衝擊波等，都可以使處於低氣壓狀態的（de）氣體物（wù）質轉變成等離（lí）子體（tǐ）狀態。

如在高頻電（diàn）場中處於（yú）低壓狀態的氧氣、氮氣、甲烷、水（shuǐ）蒸氣等氣體分子在輝光放電的情況下，可以分（fèn）解出（chū）加速運動的電（diàn）子和解離成帶有正、負電荷的原子和分（fèn）子。這樣產生的電子在電場中加速時會獲得高能量，並與周圍的分子或原子發生（shēng）碰撞，結果使分子和原子中又激發出電子，而本身又處於激發狀態或離（lí）子狀態。這時物質存在的狀態（tài）即為等離子體狀態。

在文獻中（zhōng）常可以見到用下述反（fǎn）應式表述的等離（lí）子體形成過程。

如氧氣等離子體形成過程即可用（yòng）下列（liè）六個反應（yīng）式表示：

O₂→O₂*+e（1）

O₂→2O•（2）

O₂+e*→O₂*+e（3）

O₂*+e→O₂+hν+e（4）

O₂*+e→2O•+e（5）

O₂*+e→O•+O++2e*（6）

第一個反應式表示氧氣分子在得到外界能量後變成氧氣陽離子，並放出自由電子的（de）過（guò）程。第二個反應式表示氧氣分子在得到外界能量後分解（jiě）形成兩個（gè）氧原子自由基（jī）的過程。第三個反應式表示氧氣分子在（zài）具有高能量的激發態（tài）自（zì）由電子的作用下轉變成激發態。第四第五個反應式則表示激發態的氧氣分子進一步發生轉變，在第四個反應（yīng）式中，氧氣分子回到通常狀態的同時放出光能（紫外（wài）線）。在第（dì）五個反應式中，激發態的氧氣分子分解成兩個（gè）氧原子自由基。第六個反應式表示氧氣（qì）分子在激發態自由電子的作用下，分解成氧原子自由基（jī）和氧（yǎng）原子陽離子的過程。當這些（xiē）反應連續（xù）不斷發生，就形成（chéng）了氧氣等離子體。其他氣體的等離子體的（de）形成（chéng）過程也可用相似的反應式描述。當然實際（jì）反應要比這些反應式描述的更為複雜。

3.等離子（zǐ）體的種類

（1）低溫和高溫等離子體（tǐ）

根據等離子體的溫度可分為高溫等離子體和低溫等離子（zǐ）體兩類。在等離子體中，不同的（de）微粒的溫度（dù）實際上是不（bú）同（tóng）的（de），具體溫度是與微粒的動能即運（yùn）動速度及質量有（yǒu）關的。把等離子體中存在的離子的溫度用Ti表示，電子的溫度用Te表示，而原子、分子或原子團等中性粒子的溫度用Tn表（biǎo）示。對於Te大大高於Ti和Tn的場合，即低壓（yā）氣體的場合，此時氣（qì）體的壓力隻有幾百（bǎi）個帕斯卡（kǎ），當采用直流電壓或高頻電壓做電場時，由於電子本身的質量很小，在電場中容易得（dé）到（dào）加速，從（cóng）而可獲得平均（jun1）可達數（shù）電子伏特的高能量，對於電（diàn）子，此能量的對應溫度為幾萬度K，而離子由於質量較大，很（hěn）難被電場加速，因此（cǐ）溫度僅幾千度（dù）。由於氣體粒子溫度較（jiào）低（具有低（dī）溫特性），因此把這種等離子體（tǐ）稱為低溫等離子體。有（yǒu）人可能會問；溫度達幾千度怎麽還是低溫。要知道在這時，粒子的溫度與（yǔ）用溫度計測出的溫度是不同的。由於這時的氣體密度很低，所以用溫度（dù）計測得（dé）的溫度與外界（jiè）環境的溫度相差無幾，所以（yǐ）實（shí）際上是低溫等（děng）離子體。

當氣（qì）體（tǐ）處於高壓（yā）狀態（tài）並從外界獲得大量能量時，粒子之間的相互碰撞頻率大大增加，各種微粒（lì）的溫度基本相同，即Te基本與Ti及Tn相同，我們把這種（zhǒng）條件下得到的等離子體稱為高溫（wēn）等離子體，太陽（yáng）就是自然界中的高溫等離子體。由於高溫等離子體對物體（tǐ）表麵的作用過於強烈，因此在實際應用中很少（shǎo）使用，目前投入實用的隻有低（dī）溫等離子體（tǐ）。以下（xià）將低溫等離子體簡稱為（wéi）等離子體，希望不會引起讀者誤解。

（2）活潑氣體和不活潑（pō）氣體等離子體

根據產生等（děng）離子體時使（shǐ）用（yòng）的氣體的化學（xué）性質不（bú）同，可（kě）分為不活潑氣體等離子體和活潑氣體等離子體兩類。不活潑氣體如氮氣（Ar）、氮氣（N₂）、氟化氮（NF₃）、四氟化碳（CF₄）等，活潑氣體如氧氣（O₂）、氫（qīng）氣（qì）（H₂）等。不同類型的氣（qì）體在清洗過程中的反（fǎn）應機理是（shì）不同的，活潑氣體的等離子體（tǐ）具有更（gèng）強的化學反應活性。這將在後麵結合具體應用實例介紹。

4.等離子體與物體表麵的作用

在等離子體中除了氣體分（fèn）子（zǐ）、離（lí）子和電子外，還（hái）存在受到能量激勵的處於（yú）激發狀態的電中性的原子或原子（zǐ）團（又稱自由基），以及等（děng）離子體發射出的光線。其中的波長短（duǎn）、能量高的紫外光在（zài）等離子體（tǐ）與物（wù）質表麵相互作用時有著重要作用。下麵對它們的作用分別進行介紹。

（1）原子團等自由基與物體表麵的反應

由於這些自由基呈電中性，存在壽命較長，而且在等離子體（tǐ）中的數（shù）量多於離子，因此自由（yóu）基（jī）在等離子體中發揮著重要作用。自由基的作用主要表現在化學反應過程的能（néng）量傳遞的“活化”作用，處於激（jī）發狀態的（de）自由基具有較高的能量，因此易於與（yǔ）物體表（biǎo）麵分子發（fā）生化學反應，在與物體表麵分（fèn）子結合時會形成新的自由（yóu）基，新形成的自由基同樣處（chù）於不穩定的高能量狀態，很可能發生分解反（fǎn）應，在變（biàn）成較小（xiǎo）分（fèn）子的（de）同時生成新的自由基，這種反應過（guò）程還可能繼續進行下去（qù），最後分解成水、二氧化碳之類的簡單分子。在另一些情況下，自由基與物體表麵分子結合的同時，會釋放出大量的結合能，這種能量又成為引發新的表麵反應的推（tuī）動力，從而引發物（wù）體表麵上的物質發生化學（xué）反應而被去除。

（2）電子與物體表麵的作（zuò）用

一方麵電子對物體表麵的撞擊作（zuò）用，可促使吸（xī）附在物體表麵（miàn）的氣體分子發生分解或解（jiě）吸；另一方（fāng）麵大量的電子（zǐ）撞擊有利引發化學反應。由於電子質量極小，因此（cǐ）比離子的移動速度要快得多。當進行等離子體處理時，電子要比離子更早到（dào）達物體表麵，並使表麵帶有（yǒu）負電荷，這有利於引發進一步反應。

（3）離子與物體表麵的作用（yòng）

通常指的是帶正電荷的陽離子的作用，陽離子有（yǒu）加速衝向帶負電（diàn）荷的表（biǎo）麵的傾向，此時使物體表麵獲得相當大的動能，足以（yǐ）撞擊去除掉表麵上附著的顆粒性物質，我們把這（zhè）種現象稱為濺射現象。而通過離子的衝擊作用可以極大促進物體表麵化（huà）學反應發生的幾率。

（4）紫（zǐ）外線（xiàn）與（yǔ）物體表（biǎo）麵的反應

紫外線具有很強（qiáng）的光能，可使附著在物體表麵的物質的分子鍵發生斷裂而分解，而且紫外線具有很強的穿透能力，可透過物體的表層並深入達數微米（mǐ）而（ér）產生作用。

綜上所述，可知等離子清洗是利用等（děng）離子體（tǐ）內的各種具有高（gāo）能量的物（wù）質的活化作用（yòng），將附著在物體（tǐ）表麵（miàn）的汙垢徹底剝離去除（chú）。

下麵以氧氣等離（lí）子體去除物體表麵油脂汙垢為例，說（shuō）明這些作用。從分析可以看（kàn）出，等離（lí）子體對油脂汙（wū）垢的作用，類似於（yú）使油脂汙垢發生燃燒反（fǎn）應：但不同之處在於是在低溫（wēn）情況下發生的"燃燒”。

如圖4-31所示，在氧氣等（děng）離子體（tǐ）中的氧原子（zǐ）自由基、激發態的氧氣分子、電子（zǐ）以及紫外線的共（gòng）同作用下（xià），油脂（zhī）分（fèn）子最終被（bèi）氧化成水和二氧（yǎng）化（huà）碳分子，並從物體表麵被清除。

圖4-31等離子體清除物體表麵油汙的機（jī）理

圖片P218頁

可以看出，用等離子體清除油汙（wū）的過程是一個使有機大分子逐步降解的過程，最終形成的是水和二氧化碳等小分子（zǐ），這些小分子以氣態形（xíng）式被排除（chú）。等（děng）離子清洗的另一個特點是在清洗完成之（zhī）後物體已被徹底幹燥。經過等離子體處理的物體表麵往往形成許多新的活性基團，使物體表麵發生“活化”而改變性能，可以大大改善物體表麵的潤濕性能和黏著（zhe）性能，這對許多材料是非常（cháng）重（chóng）要的。因此等離子清洗具有許多用（yòng）溶劑進行（háng）的濕法（fǎ）清洗所無（wú）法比擬的優點（diǎn）。

等離（lí）子清洗設備的結構及工作原理

1.等離子體清洗設備的基本（běn）構造

根據用途的不同（tóng），可選用（yòng）多種構造的等離（lí）子清洗設（shè）備，並可通過選用不同（tóng）種類的氣體，調整（zhěng）裝置（zhì）的特征參（cān）數（shù）等方法使（shǐ）工藝流程實現最佳化（huà）。但等離子體清（qīng）洗裝置的基本結構大致是（shì）相同的（見圖4-32）。

如圖所示：裝置由真空室、真空泵、高頻電源、電極、氣體導入係統、工件傳送（sòng）係統和控製係統等部（bù）分組成。通常使用的真空泵是旋轉油（yóu）泵，高頻電源通常采用13.56MHz的無線電波。裝置的運行過程如下：

（1）被清洗的工件送入真空（kōng）室並（bìng）加（jiā）以固定，啟動運行裝置，開始排氣，使（shǐ）真空室內的真空程度達到（dào）10Pa左（zuǒ）右的（de）標準真空度。一般排氣時間（jiān）大約需要2min。

（2）向真空室內引入等離子清洗用的氣體，並（bìng）使其壓力保持在100Pa。

根據清洗材質的不同，可分別選用氧氣、氫（qīng）氣、氬氣或氮氣等氣體。

（3）在（zài）真空室內的電極與接（jiē）地裝置之間施（shī）加高頻電壓（yā），使氣（qì）體被擊穿，並通過輝光放電而發生（shēng）離子化和產（chǎn）生（shēng）等離子體。讓在真空室產生的等離子體完全籠罩住被處理工件，開始清洗作業。一般清洗處理持續幾十秒到幾分鍾。

（4）清（qīng）洗完畢後切斷高頻電壓，並將氣體及汽化的汙（wū）垢排（pái）出，同時向真空室內鼓（gǔ）入空氣，並使氣壓升至一個大氣壓（yā）。

4-32等離子體清洗裝置的基本構造

圖片P219頁

2.等離子清洗的特點和優勢（shì）

與濕法清洗相比，等離子清洗的優勢表現在以下八個方（fāng）麵：

（1）在經過（guò）等離子清洗之後，被清洗物體（tǐ）已經很幹（gàn）燥，不必再經（jīng）幹燥處理即可送往下道工序。

（2）不使用1，1，1-三氯乙烷等ODS有害溶劑，清洗後也不會產生有害汙染物，屬於有利於環保的綠色清洗（xǐ）方法。

（3）用無線電波範圍的高頻產生的等離子體與激光等直（zhí）射光線不同。它的方向性不強，因此它可以深入到物體的微細孔眼（yǎn）和凹陷的內部並完成清洗任務，所以不必過多考慮被清洗（xǐ）物體形（xíng）狀的影響。而且對這些難清洗部位的清洗（xǐ）效果與用氟裏昂清洗的效果相（xiàng）似甚至更好。

（4）整個清洗（xǐ）工藝流程在幾分鍾內即可完成，因此（cǐ）具有（yǒu）產率高的特點。

（5）等離子清洗需要控製的真空度（dù）約為100Pa，這種真空度在工廠實際生產中很容易實現，這種裝置的設備（bèi）成本不高，加上清洗過程不需使用價格較昂貴的有機溶劑，因此它的運行成本要低於傳統的清洗工藝。

（6）由於不需要對清洗（xǐ）液進行（háng）運（yùn）輸（shū）、貯存、排放等處理措施，所以生產場地很容（róng）易保（bǎo）持清潔衛生。

（7）等離子體（tǐ）清洗的最大技術特點是（shì），它不分處理對象，可處理不同的基材（cái）。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（xī），聚酰亞（yà）胺（àn）、聚（jù）酯、環氧樹脂等高聚物）都可用等離子體很好地處理。因此特別適（shì）合（hé）不耐熱和不耐溶劑的基底材料。而且還可以有選擇地對材料的整體、局（jú）部或複雜結構進行（háng）部分清洗。

（8）在完成清洗去汙的同時，還能改變材料本身的表（biǎo）麵性能。如提高表麵的潤濕性能，改善膜的（de）附著（zhe）力等，這在許多應用中都是非常重要的。

等離子（zǐ）體清洗技術的實際應用

等（děng）離子體技術從20世紀60年代問世以（yǐ）來，已經經曆了從科研到實際應用的重（chóng）大變化，應用的範圍也在不斷擴大（dà）和深化，具（jù）體應用包括等（děng）離子體刻蝕、等離子（zǐ）體沉積、等（děng）離子體聚合、等離子體表麵清洗和消毒（dú）等多個方（fāng）麵。本文僅對等（děng）離（lí）子體清洗在電子工業、塑（sù）料工業、玻璃工業（yè）等部門的（de）實際應用（yòng）情況（kuàng）做一簡要介（jiè）紹。

1.等離子體清洗在電子工業中的應用

在電子工業中，等離子體清洗主要應用在對焊（hàn）接材料和各種電子元（yuán）器件（jiàn）的除油去汙清洗工藝中，可（kě）去（qù）除材料表麵氧化物以提高釺焊質量或去除金屬、陶瓷以及塑料表麵的有機汙染物，改善其（qí）粘接性能。

（1）對（duì）焊接引線的清洗

在電子線路（lù）的焊接過程中由於使用含鬆香的助焊劑，焊接完（wán）成後（hòu）需將殘餘的焊劑清（qīng）洗去除，過去通常使用氟裏昂（CFC-113）進行溶劑清洗，在氟裏昂被禁用後，開始改用替代溶劑清洗或釆用免清（qīng）洗技術。在殘餘焊劑量不多的場合也可釆用等離子體清洗。

而在芯片（piàn）封裝過程中的清洗工藝也可以采用等離子體清洗。如采用特殊結構的等離子清（qīng）洗設備時可以滿足每小時清（qīng）洗500-1000個引線框的要求，這種工（gōng）藝對裸芯片封裝或其他的封裝都采用相同的工（gōng）藝（yì）條件便能提供給用戶一（yī）種簡單而有效的清洗。對於板上芯片連接技術，無論是焊線（xiàn）芯（xīn）片工藝，還（hái）是倒裝芯片、卷帶自動結合技術（shù）、整（zhěng）個芯片封（fēng）裝工藝中，等離（lí）子清洗工藝都將作為（wéi）一種關鍵技術，對整個IC封裝的可靠性產生重要影響。采用等離子體清洗的裸芯片封裝工藝流程為：芯片粘接一固化一等離（lí）子體清洗一（yī）線焊一包裝一固化。

用於（yú）BGA封（fēng）裝工藝：在BGA工藝中，對表麵的清潔和處理的要求（qiú）都是非常（cháng）嚴格的焊球（qiú）和基板的連接要求必須有一個非常潔淨的表（biǎo）麵，才能保（bǎo）證焊接的（de）一（yī）致性（xìng）和可靠性。用等離子體清洗可以保證在表（biǎo）麵不留任何痕跡。而且采用等離子體技術才可以確保BGA焊盤有良好的粘（zhān）接性能。目前已有批量和在線的等離子清洗BGA封裝（zhuāng）工藝生產線投入使用。

用於混裝電路：混（hún）裝電路經常出現的問題是引線與表麵的（de）虛接。這主要是（shì）由於在表麵殘留的焊（hàn）劑或光刻膠等物質沒有（yǒu）清除幹淨的緣故（gù）。如果采用氮氣的等離子清洗可以去（qù）除表麵殘留的焊錫的氧化物（wù）或金屬本身，從（cóng）而使其導電性能得到（dào）改善。另外用氮氣的等離子體可以清洗（xǐ）焊接前的金屬和（hé）芯片以及最後封裝前的鋁基板（bǎn）。

（2）對電子元器件表（biǎo）麵的油垢及其他汙垢粒子的清除

硬盤（pán）、液晶顯示器及其（qí）他電子元器件在（zài）製造過程中經常會被油垢或汙垢微粒所汙染（rǎn），不加以去除必然會對它的性能產生不良影響。使用等離子清洗可取得比濕法清洗更好的效果。

如用等離子清洗不僅可以去除硬盤在濺鍍工藝遺留（liú）下來的殘留物，而且可使硬盤基材表麵得到處理，對改變（biàn）基材的潤濕性，減少摩擦都有很大好處。

用於液晶顯示器的等（děng）離子體清洗的氣體是氧氣。氧氣是活潑氣體有很強的反應能力，可以將液晶顯示器表（biǎo）麵的油垢以（yǐ）及固體汙垢微粒清除幹淨。經過氧氣等離子體清洗後有機汙垢的分（fèn）子最（zuì）終被氧化成水和（hé）二氧化碳等小分子並隨氣體排出。具體清洗工藝流程為：研磨一吹氣一氧氣（qì）等離（lí）子（zǐ）清洗（xǐ）一消除靜電。因此采用此工（gōng）藝時需要增加一個除靜電裝置。經過（guò）這樣清洗的電極端和顯示器的偏光板粘接的成品率得到提高，而（ér）且電極端與電膜間的粘附性能也大大提高。

其他經過機械加工的電子元（yuán）器件當表麵汙垢主要是（shì）油汙時，采用氧氣等（děng）離子清洗加以去（qù）除也特別有效。

（3）去除半導體矽片表麵的光致抗蝕膜

用等離子體清洗矽晶（jīng）片表麵上的光致抗蝕膜（mó），稱為腐蝕去除的脫膜（mó）過程。其機理及工藝過程如圖4-33所示。等離子清洗去除光致抗蝕膜（mó）使用的氣體（tǐ）分別是不活潑氣體CF₄與活潑氣體氧氣兩種。首先對矽晶片進行等離子刻蝕工藝，目的是去除矽晶片表（biǎo）麵未被光致抗蝕膜（mó）保護的二氧化矽部分，使用的氣體是CF「壓力為40Pa處（chù）理時間為6〜8min。發生的（de）總反應是：

SiO₂+4F•-SiF₄+O₂

此反應過程與圖4-33中的a至b的變化相（xiàng）對應。

圖4-33用等離子體刻蝕（shí）去（qù）除半導體矽片表麵的光致抗蝕膜（mó）

圖片P221頁

而接下來的光致抗蝕膜的去除過程，使用的氣體是氧（yǎng）氣，工藝條件為：氧（yǎng）氣壓力為（wéi）133.3Pa，處理時間為10mine反應（yīng）機理的方程式為：

CxHy+（2x+y/2）O•→xCO₂+y/2H₂O

光致抗（kàng）蝕膜是（shì）含有碳氫元素的高分子有機（jī）化合物，在方程式中用CxHy表示它的分子組成。在活潑氣體等離子體的作用下被氧化去除。在圖（tú）4-33的（de）b至c圖的變化與此過程相對應。

在等離子體技術中清洗（xǐ）和刻蝕是有聯係而又（yòu）有區別（bié）的兩個概念，通常把清除表麵上較厚的（de）附著（zhe）物稱為刻蝕，當（dāng）清除少量附著的汙垢時稱為清洗。兩（liǎng）者之（zhī）間存在程度的差別。

由上可（kě）知等離子體清洗技術在電子（zǐ）工業特別（bié）是在微電子工業（yè）中（zhōng）能得到廣（guǎng）泛的應（yīng）用。如微細（xì）結構電子線路（lù）的蝕刻、光致抗蝕膜的清（qīng）洗、提高尖端部位絕（jué）緣層等各種薄（báo）膜的（de）覆蓋能力等均可以（yǐ）采用等（děng）離子體清洗技術。雖然它應用到（dào）生產實踐（jiàn）中的時間（jiān）還不長（zhǎng），但已證明它確實（shí）具有實用性、可靠（kào）性、經濟性及無公（gōng）害性的優點。

2.塑料製品進一步加工前的處（chù）理（lǐ）工序（xù）

由於等離子體（tǐ）清洗具有清汙除油效果（guǒ）好，又不僅不會對塑料基體（tǐ）的性能造成不良影響，而且（qiě）在一定程（chéng）度上還能改善（shàn）塑料的（de）表麵性能。因此在塑料製品鑄模完成後，進（jìn）一步（bù）加工之前（qián）常進行一次（cì）等離子體清洗，以清除脫膜劑等（děng）油汙並使塑料製品發生“活化”性能得到改善。

過去在汽車塑料配件如汽（qì）車保險杠和大燈反光碗的鑄模製造過程中都用到石蠟係、皂係（xì）或矽係的（de）有機脫（tuō）模劑（jì），在鑄模完成之後通常使用氟裏昂或三氯乙烷等ODS溶劑進行清洗以去（qù）除脫模劑。在當前（qián）禁用ODS清洗劑的（de）形勢下，可考慮（lǜ）使用等離子體清洗。

如汽車保險杠（gàng）塗裝前的清洗（xǐ）：汽車保險（xiǎn）杠是聚丙烯塑料製品，在鑄模成型之後進行塗裝之前，可用等離（lí）子體進行清洗，這項工藝在日本（běn）已有近20年的應用曆（lì）史，為了使保險杠的所有（yǒu）部位都能受到等離子體均勻的處理，產生等離子體時使用的高頻（pín）波不能是方向性很強的微波，而應是（shì）方向性不太強的無線電波。

又如汽（qì）車上用的微（wēi）型繼（jì）電器外殼的清洗：微型繼電器的外殼是用（yòng）聚苯（běn）乙（yǐ）烯塑料製成的，在鑄（zhù）塑完成後要在其外部印字，在其內部用環氧（yǎng）樹脂密封，為了達到全麵除油脫脂和使其表麵活性化的目的，過去也（yě）是用氟裏昂處理，現可（kě）改用等離子體清洗，主要的成（chéng）本消（xiāo）耗就是幾瓶氮氣和必要（yào）的電力，大大降低了生產（chǎn）成本。

另外用聚碳酸酯製造的汽（qì）車前大燈反光鏡在（zài）完成鑄模之後在進行真空（kōng）鍍鋁膜之前，用同樣的方法進行等（děng）離子（zǐ）體清洗，也可以達到去除油汙並使塑料表麵活化的（de）效果。

3.對玻（bō）璃表麵汙垢的清除

用等離子體清洗可以除（chú）去各種（zhǒng）玻璃製品上的汙（wū）垢，玻璃不僅包括（kuò）普通玻璃而且包括各種光學鏡頭用玻璃、電視熒光屏、彩管玻璃（lí）等特種玻璃，被清除的汙垢通常是水和油汙。下麵通過幾個實例加以說明（míng）氧化錮錫（ITO）膜導電玻璃的等離子體清洗：氧化錮錫膜導電玻璃（lí）由於（yú）具有很高的可見光透射比和導（dǎo）電（diàn）率（lǜ），而被用做液晶顯示等平板顯（xiǎn）示器的透明（míng）導（dǎo）電電極（jí）。要製造出（chū）高質量的液晶顯（xiǎn）示器要求形成的（ITO）膜層必須具有針孔少，表麵無顆粒，膜層粘附力強的特（tè）點。用常規的清洗（xǐ）方（fāng）法清洗和（hé）烘幹處理玻璃基片，很難徹底（dǐ）清除吸附在玻璃表（biǎo）麵的汙粒。而在運輸、搬（bān）運過程中由於其（qí）表麵暴露在空氣中，難免吸附上環境中的氣體、水汽和（hé）灰塵，如果不加處理就會造成膜層與基（jī）片（piàn）結合力不（bú）強，產生針孔和顆粒等問題。這些問題可以通過用（yòng）等離（lí）子體在線清洗底基玻璃的方法加以解決。

等離子體（tǐ）在線清洗是在真空室中完成的（de），將屏蔽罩與加速極連在一起，把玻璃基片放在加速極的上方，然後把（bǎ）真空室抽真空到0.01Pa，再（zài）向真空室內充入幾Pa的（de）氮氣和少量的氫氣。然後接通射頻電源引發輝光放電產生等離子體（tǐ）。在加速極上方形成一層大麵積均勻的等離子體，等離子體頻繁碰撞玻璃基板使玻璃基片被清洗幹淨，其表麵被（bèi）活（huó）化（huà），表麵能提高。同時基（jī）片表麵會產生許多（duō）凹坑、孔眼，在沉積過（guò）程中形成薄膜的（de）分子進入這些位置就增加了機械鎖合力，同時清洗後實際的表麵積加大，使薄膜與玻璃表麵的結合力大大增加。研究表明沉積薄膜的附著力比未經等離子體（tǐ）處理的提高（gāo）了三倍。由於等離子體清洗是在密閉的環境中進行在線清（qīng）洗（xǐ）的，即等離子體清洗與塗膜沉（chén）積是在一條連續的生產線上進行的，從而避免了（le）暴露在大氣環境中而造成的（de）二次汙染。目（mù）前（qián）已在ITO膜透明導電玻璃連（lián）續（xù）生產線上投入實際應用。

實踐證明用等離（lí）子體清洗去除各種玻璃表麵上殘留的水（shuǐ）滴有很好的（de）效果。這種情況下使用的是不活潑（pō）的（de）氣體，如歳氣、氮氣等。其中氨氣的相對（duì）密度比氮氣大，化學性質也更不活潑。不活潑氣體用於等（děng）離子體清洗，它的物理作用比較（jiào）突出，特別是對玻璃和金屬（shǔ）表麵微量（liàng）吸著的殘留水膜和有（yǒu）機（jī）汙垢的去除很有效。在（zài）用等離子體清（qīng）洗過程中存在這樣的規律：真空室的（de）真空度（dù）越高（gāo），使用的高頻電壓越高，清洗效果越（yuè）好，產生的廢物氣體越易被排除，也有利於防止清（qīng）洗對象被二次（cì）汙染。

4.等離（lí）子體清（qīng）洗的其他應（yīng）用

（1）金屬材料表麵的除油處理（lǐ）

利用等離子體的特殊化學反（fǎn）應性能使油脂分解並最終汽化的除油方法（fǎ）在理論上（shàng）可看成是一種精密除油法。由於它可以將使用濕法（fǎ）清洗（xǐ）或超聲波清洗時很難觸及的狹縫和孔（kǒng）洞深處的油汙清洗幹淨。因此它比通（tōng）常（cháng）采用濕法清洗時的除油率更高。等離子體清洗除油可應用於要求高度除油的觸點元件等電子部件的最終清洗、金屬密封墊粘合橡膠前的除油清洗、各種工具進行離子噴鍍前的精（jīng）密清洗、在不同（tóng）種類的金屬粘合（hé）前的去油及表麵活（huó）化處理等、在減震器製造過程中如（rú）果先用等離子體進行除油處理再進行噴水拋光，就可避免圓珠拋光材料被油汙染。

電氣（qì）觸點特別是隻有微弱電流通過的微型繼電器的電器觸點，它表麵的潔淨度高低對它的性能有重要的影響，當觸點表麵殘留有油汙時，經過長期使用油脂就會發生碳化而增大接觸電阻，就會因為接（jiē）觸不（bú）良而導致運作失誤。一項采用不同清洗工（gōng）藝的對比實驗的結果表明：分別用氟裏昂溶劑、等離子體、水（shuǐ）基加等離子體不同方法對50個觸（chù）點元件進行清洗並測量其接觸電阻，發現用等離子體清洗（xǐ）的效果與用氟裏昂（áng）清洗的效果相當或者更好一些（xiē）。

在用等離子體對氧化敏感（gǎn）的冷軋工具鋼、銅合金及（jí）銀合（hé）金（jīn）等清洗時，應注意不要使用氧氣等活潑氣（qì）體（tǐ）的等離子體，並釆取措施防止金屬因溫度（dù）升高和與外界空氣接觸（chù）而造成氧化（huà）。

（2）在隱形眼鏡清洗（xǐ）中的應用

如目前使用的隱形眼（yǎn）鏡是用有機玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯〉製成的，它（tā）具有（yǒu）折射率高、硬度合適、生物（wù）親和性好等優點，但（dàn）它存在親水性差的缺點，長期（qī）佩帶會造成眼睛不適，另外它對氧氣的通透性較（jiào）差（chà），易造成佩帶時（shí）引起眼睛發炎等問題。研究發現使用等離子體（tǐ）清洗技術不僅可以去除隱形眼鏡表麵的汙垢，而且利用乙烘（hōng）、氮氣、和水形成的等離子體聚合物鍍在隱形眼鏡的表麵形成一（yī）個薄（báo）膜可以改善它的親水性、保濕（shī）性和透氣性。用等離子體清洗不僅可將隱形眼鏡上的各種汙垢清除幹淨，而（ér）且具有（yǒu）對材料本身性能影（yǐng）響小，可在較長一段時間裏有效減（jiǎn）少被汙染（rǎn）可能性的優點。

使用等離子體清洗時應注意的問題

任何事物都具有兩重性，同樣在了解等離子體清洗技術的優點的同時，還應了解它的不（bú）足，及使用中存在（zài）的問題。等離子體清洗（xǐ）在（zài）應用中確（què）實存（cún）在一些製約因素，主要表現在以下幾（jǐ）點：

（1）不能（néng）用這種方法除去（qù）物體表麵的切削粉末，這點在清洗金屬（shǔ）表麵油垢時表現尤為明顯。

（2）實踐證明不能用它清除很厚的油垢，雖然用等離子體清洗（xǐ）少量附著在物體表麵的油垢有很好的效果，但對（duì）厚油垢的清除效果往往不佳。一方麵用它清除厚油膜，必須延長處理時間，使清洗的成本大大提高（gāo）。另一方麵有可能（néng）是它在與厚（hòu）油垢相互接觸的過程中，引發了油（yóu）汙分子結構中（zhōng）的不飽和鍵發生了聚合、偶聯等複雜反應而形成較堅硬的樹脂化（huà）立體網狀結構（gòu）有關。一直形成這類樹脂膜它將很難被（bèi）清除。因此通常隻用等離子（zǐ）體（tǐ）清洗厚度在幾個微米以下的油汙。

（3）在應用過程中還發現不能用等離子體清洗很好地除去（qù）物體表麵粘附的指紋，而指紋是玻璃光學元件上常出現的一種汙染（rǎn）物。等離子體清洗也不（bú）是完全不能用於除去指紋，但這需要延長處理時間，這（zhè）時又不得不考慮到它會對基材的性能造成不（bú）良的影響。所以還需要采用其他清洗措施（shī）進行預處理相配合。結果使清洗工藝過程複雜（zá）化。

（4）由於等離子體清洗過程（chéng）需要進（jìn）行真空（kōng）處理，而且一（yī）般為在線或批（pī）量生產，因（yīn）此在把等離子體清洗裝置引進生產線時（shí），必須考慮到被清洗工件的貯存與移送的問題。特（tè）別是當（dāng）被處理工（gōng）件體積較大，數量較多時更應（yīng）考慮到這個問題。

綜上所述可知：等（děng）離子體清洗技術適用於（yú）對物體表（biǎo）麵的油、水及微粒等輕度汙垢進行清洗，而且利於“速戰速決”的在線或批（pī）量清洗。