等離子體清洗

低溫等離子清洗是一種（zhǒng）幹法物理清洗技術，利用等離（lí）子體清洗可（kě）以對金屬、塑料、玻（bō）璃等材料進行除油（yóu）、清洗、活化等處理，並且可以省去通常采用濕法工藝所必需的幹燥工序及廢水（shuǐ）處理裝置（zhì），因此它比濕法清洗工藝的工藝流程短，費用低，而且（qiě）不會汙染環境等優點。所以在淘汰CFC-113和（hé）1丄1-三（sān）氯（lǜ）乙烷等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物理清（qīng）洗，不失是一種明智之舉。下（xià）麵對（duì）等（děng）離子體的有關概念及等離子體清洗技術的應用情況分別加以介紹。

等離子體清洗技術原理

1.什麽是等離子體

在電場（chǎng）中保持低壓狀態的氣體如氧氣、氮氣（qì）、甲烷等，在輝光放電的環境中，可以（yǐ）分解（jiě）出加速運動的電（diàn）子和解離成帶有正、負電荷的原子和分子。同時，在低壓氣體中存在的（de）電子，在電場中被加速時，獲得高能量並與周圍的分子或原子發生碰（pèng）撞，結果（guǒ）從分子和原子中（zhōng）激（jī）發出電子，其本身也處於激發狀（zhuàng）態或離子狀態。把以這種形式存在的物質狀態叫等離子體（tǐ）。可見，等離子（zǐ）體（tǐ）是多種物質（zhì）的共存體。如處於高速運（yùn）動狀態的電子；處於激發（fā）態的中性和離子化的原子和（hé）分（fèn）子；解離反應過程（chéng）中產生的紫外線，還有未反應的原子和分子。

等離子體（tǐ）的清洗作用機（jī）理比較複雜，至（zhì）今還不十分清楚，一般認為是由於等離子體的（de）高動能和紫外線等對汙垢共同（tóng）作用的結（jié）果。

2.如何用人工方法製得等（děng）離子體

除了在（zài）自然界已存（cún）在的等離子體以外（wài），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（shì）在1927年，在水銀蒸氣在（zài）高壓電場中（zhōng）的放電實驗中發現等離（lí）子體的。後來發現通過多種方式，如電弧放電、輝光放電、激光、火焰或（huò）衝擊波等，都可以（yǐ）使處於低氣壓狀態的氣體物質轉變成等離子體狀態。

如在高頻電場中處於低壓狀態的氧氣、氮氣、甲烷、水蒸氣等（děng）氣（qì）體分子在輝光（guāng）放電的情況下，可以（yǐ）分解出加速運（yùn）動的電子和解離成（chéng）帶有正、負電荷的原子和分子。這樣（yàng）產生的電子在（zài）電場中加（jiā）速時會獲得高能量，並與周圍的分子或原子發（fā）生碰撞，結果使分子和原子中又激發出電子，而本（běn）身又處於激發狀態或離子狀態。這時物質（zhì）存在的狀態即為等離子體狀（zhuàng）態。

在文獻中常可以見到用下述反應式表述的等離子體形成過程。

如氧氣等離子體形成過程即可用下列六個反應（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（qì）分子（zǐ）在得到外界能量後變成氧氣陽離子，並（bìng）放出自（zì）由電子的過程。第二（èr）個反應式表示氧氣分子在得到外界能量後分解形成兩個氧原子自由基的（de）過程。第三個反應式表（biǎo）示氧氣（qì）分子在（zài）具有高能量的激發態自由電（diàn）子的（de）作用下轉變（biàn）成激發態。第四第五（wǔ）個反應式則表示（shì）激發態的氧氣分子進一步發生轉（zhuǎn）變（biàn），在第四個反應式中，氧氣分子回到通常（cháng）狀態的同時放出光（guāng）能（紫外線）。在第五個反應式中，激發態的氧氣分子分（fèn）解（jiě）成兩個氧原子（zǐ）自由基。第六個反應式表（biǎo）示氧氣分子在激發態自由電子的作用下，分解成氧原子自由基和（hé）氧原子陽離子的（de）過程。當（dāng）這些反應連續不斷發生，就形成了氧氣等離子體。其他氣（qì）體的（de）等（děng）離子體的形成過程也可用相似的反應式描述。當然實際反應要比這（zhè）些反（fǎn）應式描述（shù）的更（gèng）為複雜。

3.等離子體的種類

（1）低溫和（hé）高溫等離子體

根（gēn）據等離子體的溫度可分為高溫等離子體和低（dī）溫等離子體兩類（lèi）。在等離子體中，不同的微粒的溫度實際（jì）上是不同（tóng）的，具體溫度是與微粒（lì）的動能即運動速度及質量有關的（de）。把等離子體中存在的離子的溫度用（yòng）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（lì）子的溫度用Tn表示。對於Te大大高（gāo）於Ti和（hé）Tn的場合，即低壓氣體的場合，此（cǐ）時氣體的壓力隻有幾百個帕斯（sī）卡，當（dāng）采用（yòng）直流電壓或高頻電壓做電場時，由於電（diàn）子本身的質量很小，在電場（chǎng）中容易得到加速，從而可獲得平均（jun1）可達數電子伏特的（de）高能量，對於電子，此能量的對應溫（wēn）度為幾萬度K，而離子由於質量（liàng）較大，很難被（bèi）電場加速，因此溫度僅幾千度。由（yóu）於氣體粒子溫度較低（具有低溫特性），因此把這種等離子體（tǐ）稱為低溫等離子體。有人可能（néng）會問；溫（wēn）度達幾千度怎（zěn）麽還是低溫。要知道在這（zhè）時，粒（lì）子的溫度與用溫度計測出的溫度是不同的。由於這時的（de）氣（qì）體密度很低，所以用溫度計測得的溫度與外界環境的溫度相差無幾，所以實際上是低溫等離子體。

當氣（qì）體處於高壓狀態並從外界獲得大量（liàng）能量時（shí），粒（lì）子之間的相互碰撞頻率大大增加，各種微粒的溫度基本相同，即Te基本與Ti及Tn相同，我（wǒ）們（men）把這種條件下得到的（de）等離（lí）子體稱（chēng）為高（gāo）溫等離子體，太陽就（jiù）是自然界中的（de）高（gāo）溫（wēn）等離子體。由於高溫（wēn）等離子體對物（wù）體表（biǎo）麵的作用過於（yú）強烈，因此（cǐ）在實際應用中很少使用，目前投入實用的隻有（yǒu）低溫等離子體。以下將（jiāng）低溫等離（lí）子體簡（jiǎn）稱為等離子體，希望不會（huì）引起（qǐ）讀者誤解。

（2）活潑氣體和不活潑氣體等離子體

根據產（chǎn）生（shēng）等離（lí）子體時使用的氣體的化學性質不同，可分為不活潑氣體等離子體和活潑氣（qì）體等（děng）離子體兩類。不活潑（pō）氣體如氮（dàn）氣（Ar）、氮氣（N₂）、氟化氮（NF₃）、四氟化碳（CF₄）等，活潑氣體如（rú）氧氣（O₂）、氫氣（H₂）等。不同類型的氣體在清洗過程中的反應機理是不同的，活（huó）潑氣體的（de）等離子體具有更強（qiáng）的化學反應活性。這將在後麵結合具體應（yīng）用實例介紹（shào）。

4.等離子體（tǐ）與物體表麵的作用

在等離子體中除了氣體分（fèn）子、離子和電子外（wài），還存在受到能量激勵的處於激發狀態的電中（zhōng）性的原子或原子團（又稱（chēng）自由基），以（yǐ）及等離子（zǐ）體發射出的光線。其中的波長（zhǎng）短、能量高（gāo）的（de）紫外（wài）光在等離子體與物（wù）質表麵相互作用時有著重要作（zuò）用。下麵對（duì）它們的作用分別進行介紹。

（1）原子（zǐ）團等自由基與（yǔ）物體表麵的（de）反應

由於這些自由基（jī）呈電中性，存在壽命較長，而且在等離子體中（zhōng）的數量多於離子，因此自由基在等離子體中發揮著重（chóng）要作用。自由（yóu）基的作用主要表現在化學（xué）反應過程的能（néng）量傳遞的“活化”作用，處於激發狀態的自由基具（jù）有較高的能量，因此易於與物體表麵（miàn）分子發生化學反應，在與物體表麵分子結合時會形成新的自（zì）由基，新形（xíng）成的自由基同樣處於不穩定的（de）高能量狀態，很可能發生分（fèn）解反應，在變成較（jiào）小分子的同時生成新（xīn）的（de）自由基，這種反應過程還可（kě）能繼續進行下去，最後分解成水、二氧（yǎng）化碳之類的簡單分（fèn）子。在（zài）另一些情況下，自由基與物（wù）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（wéi）引發新的表麵反應的（de）推動力，從（cóng）而（ér）引發（fā）物體表麵上（shàng）的物質發生化學反（fǎn）應而被去除。

（2）電子與物體表麵的作用

一方麵電子對物體表麵的（de）撞擊作用，可促使吸附在物體表（biǎo）麵的氣體分子發生分解或解吸；另一方麵大量的電子撞擊有利引發化（huà）學反應。由於電子質量極（jí）小，因此比離子的（de）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達（dá）物體表麵，並使表（biǎo）麵帶（dài）有負電荷，這有利於引發進一步反應。

（3）離子與物體表麵的作用

通（tōng）常指的是帶正電荷的陽離子的作用，陽離子有加速衝（chōng）向帶（dài）負電荷的表麵的傾向，此時使物體表麵獲得（dé）相當大的動能，足以撞擊（jī）去除掉表（biǎo）麵（miàn）上（shàng）附著的顆粒性物質，我們把這種現象稱為濺射現象。而（ér）通過離子的衝擊作（zuò）用可以極大促進物體表麵化學反應發生的幾率。

（4）紫外線與物體表麵的反應（yīng）

紫外線具有很強（qiáng）的光能，可使附著在物體表麵的物（wù）質的（de）分子鍵發（fā）生（shēng）斷裂而分解，而且紫外線具有很強（qiáng）的穿透（tòu）能力，可透過物體（tǐ）的表層並深入（rù）達數微米而產生作用。

綜上所述，可知等離子清洗是利用等離（lí）子體內的各種具有高能量的物質的活化（huà）作用（yòng），將附著在物體表麵的汙垢徹底剝離去除。

下麵以氧氣等離子體去除物（wù）體表麵油（yóu）脂（zhī）汙垢為例，說明（míng）這些作用。從分析可以看出，等離子體對油脂（zhī）汙垢的（de）作（zuò）用，類似於使油脂汙垢發生燃燒反應：但不同之處在於是在低溫情況下發生的"燃燒”。

如圖4-31所示（shì），在氧氣等離子體中的氧原子自由基、激（jī）發態（tài）的氧氣分子、電子以及紫外線的共同作用下，油脂分子最終被氧（yǎng）化成水（shuǐ）和二氧化碳分子，並從物體表（biǎo）麵被清除。

圖4-31等離子體清除物（wù）體表麵油汙的機理

圖片P218頁

可以看出（chū），用等離子體清除油汙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，這些小分子以氣態形式被排除。等離子清洗的另（lìng）一個特點是在清洗完成之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（tuán），使物體（tǐ）表麵發生“活（huó）化”而（ér）改變性能（néng），可（kě）以大大改善物（wù）體表麵的潤濕性能和黏著性能，這對許多材料是（shì）非常重要的。因此（cǐ）等離子清洗具有（yǒu）許（xǔ）多用溶劑進行的濕法清洗（xǐ）所無法比擬的優點。

等離子清（qīng）洗設（shè）備的結構及工作原理（lǐ）

1.等（děng）離子體清洗設備的基本構造

根據（jù）用途的不同，可選用多種構造的等離子清（qīng）洗設（shè）備，並可通過選用不同（tóng）種類的氣體，調整裝置的特征參數等方法使工藝流程實現最佳（jiā）化（huà）。但等離子體清洗（xǐ）裝置的基本結構大致是相同的（見圖4-32）。

如圖所示：裝（zhuāng）置由真空室、真空泵、高頻電源、電極、氣體導入（rù）係統、工件傳送係（xì）統（tǒng）和控製（zhì）係（xì）統等（děng）部分組成。通常使用的（de）真空（kōng）泵是旋轉（zhuǎn）油泵，高頻電源通常采用13.56MHz的無線電波（bō）。裝置（zhì）的運行過程如下：

（1）被清洗的工件送入真空室並加以固定，啟動運行裝置，開（kāi）始排氣，使真空室內的真（zhēn）空（kōng）程度（dù）達到10Pa左右的標準真空（kōng）度。一般排氣時間（jiān）大（dà）約需要2min。

（2）向真空室（shì）內引入（rù）等離子清洗用的氣體，並使其壓力保（bǎo）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）在真空室內的電極（jí）與接地裝置之間施加高頻（pín）電壓，使氣體被擊穿，並通過輝光放電而發生離子化和產（chǎn）生等離子體。讓在（zài）真空室產生的等離（lí）子體完全籠罩（zhào）住（zhù）被處理工件，開始清洗作業。一（yī）般清洗處理持（chí）續幾（jǐ）十秒到幾分鍾。

（4）清（qīng）洗完畢後（hòu）切斷高頻電壓，並將（jiāng）氣體及汽化的汙垢排出，同（tóng）時向真空室內（nèi）鼓入空氣，並（bìng）使氣壓升至一個大氣壓。

4-32等離子體清洗裝置的基本構造

圖片P219頁

2.等（děng）離子清洗的特點（diǎn）和優勢（shì）

與濕法清洗（xǐ）相比，等離子清洗的優勢表現（xiàn）在以下八個方麵：

（1）在經過等離子清洗之後，被（bèi）清洗物體已（yǐ）經很幹燥，不必再經幹燥處理即可送往下道（dào）工序。

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

（3）用無線電波範圍的高頻產生的等離子（zǐ）體與激光等直射光線不同。它（tā）的方（fāng）向性不強，因此它可以深入到（dào）物體的微細孔眼（yǎn）和（hé）凹陷（xiàn）的內部並完成清（qīng）洗任務，所以（yǐ）不必（bì）過（guò）多（duō）考慮被清洗物體形狀的影響。而且對這些難清洗（xǐ）部位的清洗效果與用氟裏昂（áng）清洗的效果相（xiàng）似甚至更好。

（4）整個清洗工藝流程在幾分鍾內即可完成，因此具有產率高的特點。

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

（6）由於不需要對清洗液進行運輸（shū）、貯存（cún）、排放等處理措施，所以生產（chǎn）場地很容易保持清潔衛生。

（7）等離子體清洗的最大技術特（tè）點是（shì），它不分處理（lǐ）對（duì）象（xiàng），可處理不同的基材。無論是金屬、半導體、氧化物、還（hái）是高分子材料（liào）（如聚丙烯、聚氯乙烯、聚四（sì）氟（fú）乙烯，聚酰亞胺、聚酯（zhǐ）、環氧樹脂等高聚物）都可用等離子體很好地處理。因此特別適合不耐熱和不耐溶劑的（de）基底材料。而且還可以有選擇地對材料的整體（tǐ）、局部或複雜結構進行部分清洗。

（8）在完成清洗去汙的同時，還能改變材料（liào）本身的表麵性能（néng）。如提高表麵的潤濕（shī）性能，改善膜的附著力等，這（zhè）在許（xǔ）多應用中都是非常重要的。

等離子（zǐ）體清洗技術的實（shí）際應（yīng）用

等離子體技術從20世紀60年代問世以來，已經經曆了從科研到實際應用的重大變（biàn）化，應用的範圍也在不斷擴大和深化，具（jù）體（tǐ）應用包括等離子體刻蝕（shí）、等離子體沉積、等（děng）離子體（tǐ）聚合、等離子體表麵清洗和消毒等多（duō）個方麵。本文（wén）僅對（duì）等離子體清（qīng）洗（xǐ）在電（diàn）子工業、塑料工業（yè）、玻璃工業等部門的（de）實際應用情況做一簡要介紹。

1.等離子體清洗在電子工（gōng）業（yè）中的應用

在（zài）電子工業中（zhōng），等離子體清（qīng）洗主要應用在（zài）對焊接材料和各種電子元器件的除油去汙清洗工藝中，可去除（chú）材（cái）料表麵氧化物以提高釺焊（hàn）質量或去除金屬、陶（táo）瓷以及塑料表（biǎo）麵的有（yǒu）機汙染物，改善其粘接性能。

（1）對焊接引線的清（qīng）洗

在電子線路的焊接過程（chéng）中由（yóu）於（yú）使用（yòng）含鬆香的助焊劑，焊接完成後需將殘餘的焊劑清洗去除（chú），過去通常使用氟裏昂（CFC-113）進行溶劑清洗，在（zài）氟裏昂被禁用後，開始改用替代溶劑清洗或釆用（yòng）免（miǎn）清洗技術。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（jié）構的等離子清洗設備時（shí）可以滿足每小時清洗（xǐ）500-1000個引線（xiàn）框的要求，這種（zhǒng）工藝對裸芯片封裝或其他的封裝都采用相同的工藝條件便能（néng）提供給用戶一種簡（jiǎn）單而有（yǒu）效的清洗。對於板上芯片連接技術，無論是焊線芯片工（gōng）藝，還是倒裝芯片、卷帶自動結合技術、整個芯片封裝工藝中（zhōng），等離子清洗工藝（yì）都將作為（wéi）一種關（guān）鍵技術，對（duì）整個IC封裝（zhuāng）的可靠性產生（shēng）重要影（yǐng）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（yī）包（bāo）裝一固化。

用於BGA封裝工藝：在BGA工藝中，對（duì）表麵的清潔和處理的要求都是非常嚴格的焊球和基板的連接要求必須有一個非常潔淨的表麵，才能保證焊接的一致性和可（kě）靠性。用等離子體清洗可以保證在表（biǎo）麵不（bú）留任何痕跡。而且采用（yòng）等離子體技術才可以確保BGA焊盤有良好的粘接性能。目前已有批量和在（zài）線的等離子清洗BGA封裝工藝生產線投入（rù）使用。

用於混裝電路（lù）：混裝電路經常出現的問題是引線與表麵（miàn）的虛接。這主要是由於在表麵殘留（liú）的焊劑或光刻膠等物（wù）質沒有清（qīng）除幹淨的緣故（gù）。如果采用氮氣的等離子清洗（xǐ）可以去除表麵殘留的焊錫的（de）氧化物或金屬（shǔ）本身，從而使其導電性能得到改（gǎi）善。另外用氮氣的等離子體可以清洗焊接前（qián）的金（jīn）屬和（hé）芯片以及最後封（fēng）裝前的鋁基板。

（2）對電子元器件（jiàn）表麵的油垢及其（qí）他汙垢粒子的清除

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

如用等（děng）離子清洗不僅可以去除（chú）硬盤在濺鍍工藝遺（yí）留下來（lái）的殘留物（wù），而（ér）且可使（shǐ）硬盤基材表麵得到處理（lǐ），對改變基材的（de）潤濕性（xìng），減少摩（mó）擦都有很大好處（chù）。

用於液晶顯示器的等離子體清洗的氣體（tǐ）是氧氣。氧氣是活潑氣（qì）體有很強的反應（yīng）能（néng）力，可（kě）以將液晶顯示器表麵（miàn）的油（yóu）垢（gòu）以及固體汙垢微粒（lì）清除幹淨（jìng）。經過氧氣等離子體清洗後有機汙垢的分子（zǐ）最（zuì）終被氧化成水和二氧化碳等小分子並隨氣體排出。具體清洗工藝流程（chéng）為（wéi）：研磨一吹氣一（yī）氧氣（qì）等離子清洗一消除靜（jìng）電。因此采用此工藝時需要增加一個除靜電裝置。經過這樣清洗的（de）電（diàn）極端和顯（xiǎn）示器的（de）偏光板粘接的成品率得到提高，而且電（diàn）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器件當表麵汙垢主要是油汙（wū）時，采用（yòng）氧氣等離子清洗加以去除也（yě）特別有效。

（3）去除半導體矽片表麵的（de）光致抗蝕膜

用等離子體清洗矽晶片表麵上的光致抗蝕膜，稱為腐蝕去除的脫膜（mó）過程。其（qí）機理及工藝過程如圖4-33所示。等離子清洗去除光致抗（kàng）蝕膜使用的氣（qì）體分別是不活潑氣體CF₄與活潑（pō）氣（qì）體氧氣兩種。首（shǒu）先對矽晶片進（jìn）行等離子刻蝕（shí）工藝，目的是去除矽晶（jīng）片表麵未被光致抗蝕膜保護的二氧化矽（guī）部分，使（shǐ）用的氣體是（shì）CF「壓力（lì）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（chéng）與圖4-33中的a至b的變化相對（duì）應。

圖4-33用等離子體刻蝕去除半導體矽片表麵的光致抗蝕膜

圖片P221頁

而接下來的光（guāng）致抗蝕膜的去除（chú）過程（chéng），使用的氣體（tǐ）是氧氣，工藝條件為：氧氣壓力為133.3Pa，處理時間為10mine反應機理的方程式為（wéi）：

CxHy+（2x+y/2）O•→xCO₂+y/2H₂O

光致抗蝕膜是含有碳氫元素的高分子有機化（huà）合物，在方程式中用CxHy表（biǎo）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4-33的b至c圖的變化與（yǔ）此過程（chéng）相對應。

在等離子（zǐ）體技（jì）術中清洗和刻蝕是有聯係（xì）而又（yòu）有區別的兩個（gè）概念，通常把清除表麵上較厚的附著（zhe）物稱（chēng）為刻蝕，當清（qīng）除少量附著的汙（wū）垢時稱為清洗。兩者之間存（cún）在程（chéng）度的差別。

由上可知等離子體清洗技術在（zài）電子工業（yè）特別（bié）是在微電子工業（yè）中能（néng）得（dé）到廣（guǎng）泛的應用。如微細結構電子（zǐ）線路的蝕刻、光致抗蝕膜的（de）清（qīng）洗、提高尖（jiān）端部位絕緣層等各種薄膜的覆蓋能力（lì）等均可以采用等離子（zǐ）體清洗技術。雖然它應用到生（shēng）產實踐中的時間還不長（zhǎng），但已證明（míng）它確實具有實用性、可靠性（xìng）、經濟（jì）性及無公害（hài）性的優點。

2.塑料製品進一步加工前的處理工序

由於等離子體清洗具有清汙除油效果好，又（yòu）不（bú）僅不會對塑料基體的性能造成不良影響，而且在（zài）一定程度上還能改善塑料的表麵性能。因此在（zài）塑料製品鑄模完成後，進一步加工之前（qián）常進行一次等離子體清洗（xǐ），以清除脫膜劑等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車保險（xiǎn）杠和大燈反光碗的鑄模製（zhì）造過程中都用（yòng）到石蠟係、皂係或矽（guī）係（xì）的有機脫模劑，在（zài）鑄模完（wán）成之後通常使用氟裏昂或三氯乙烷等ODS溶劑進行清洗以去除脫模劑。在當前（qián）禁用ODS清洗劑的形勢下，可考慮使用等離子體清洗。

如汽（qì）車保險杠塗（tú）裝前的清（qīng）洗：汽車保險杠是聚（jù）丙烯塑料製品，在鑄模（mó）成型之後進行塗裝（zhuāng）之前，可用等離子體進行清洗，這項工藝（yì）在日本已有近20年的應用（yòng）曆史，為了使保險杠的所有部位都能受到等離（lí）子體均勻的處理，產生等離子體時使（shǐ）用的（de）高頻波不能是（shì）方向性很強的（de）微波，而應是方向性不太強的無線電波。

又如汽車上用的微型繼電器外殼的清洗：微型繼電器的外殼是用聚苯乙烯塑料製成的，在鑄塑（sù）完成（chéng）後要在其外部印字，在其內部用環氧樹脂密封，為了達到全麵除油脫脂和使其（qí）表麵活性化的目的，過去也是用氟裏昂處理，現可改用等離子體清洗，主要的成本消耗就是幾瓶氮氣和必要（yào）的電力，大大（dà）降低了生產成本。

另外用聚碳酸酯製造的汽車前大燈（dēng）反光鏡在完成鑄模之（zhī）後在進（jìn）行真空鍍鋁膜之前，用同樣的方法進行等離子體（tǐ）清洗，也可（kě）以達到去除（chú）油汙並使塑（sù）料表麵活化的效果。

3.對玻璃表麵汙垢的清除

用等離子體清洗可以除去各種玻璃製品上（shàng）的汙垢，玻璃不僅包括普通玻璃而且包括各種光學鏡（jìng）頭用玻璃、電視熒光屏、彩管玻璃等特種玻璃（lí），被清除的汙垢通常是水和油汙。下麵通過（guò）幾（jǐ）個實例加以說明氧化錮錫（ITO）膜（mó）導電玻璃的等離子體清洗：氧（yǎng）化錮錫膜導電玻璃由於具有很（hěn）高的可見（jiàn）光透射比和導電率，而（ér）被用做液晶顯示等平板顯示器的（de）透（tòu）明導電電極。要製造出高（gāo）質量的液晶顯示器要求形成的（ITO）膜層必須具（jù）有針孔（kǒng）少，表麵無顆粒，膜層粘（zhān）附力強的特點。用常規的清洗方法清洗和烘幹處理玻璃基（jī）片，很難徹底清除吸附在玻璃表（biǎo）麵的汙粒。而在運（yùn）輸、搬運過程中由於其（qí）表麵暴露在空氣中，難免吸附上環境中的氣體（tǐ）、水汽和灰塵，如果（guǒ）不加處理就會造成膜層與基片結合力不強（qiáng），產生針孔和顆粒（lì）等問題。這些問題可以通過用（yòng）等離子體在線清（qīng）洗底基玻璃的方法加（jiā）以（yǐ）解決（jué）。

等離子（zǐ）體在線清洗是在真空室中完成的，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，然後把真空室抽真空到（dào）0.01Pa，再（zài）向真空（kōng）室內充入（rù）幾Pa的氮氣和少量的氫（qīng）氣。然後接通射頻電源引發輝光放電產生等離子體。在加速極上方（fāng）形成一（yī）層大麵積（jī）均勻的等離子體，等離子體頻繁碰撞玻璃（lí）基板使玻璃基片被清洗幹淨，其表麵（miàn）被活化，表麵能提（tí）高。同時基（jī）片表麵會產生許多（duō）凹（āo）坑、孔眼，在沉積過程中形成薄膜的分（fèn）子進入這些位置就增（zēng）加了機械鎖合力，同時清洗後實際的表麵積加大，使（shǐ）薄膜與玻璃（lí）表麵的結（jié）合力大（dà）大增加（jiā）。研究表明沉積薄膜的附著力比未經（jīng）等離子體處理的提高了三倍。由（yóu）於（yú）等離子體（tǐ）清洗（xǐ）是在密（mì）閉的環境中進行在線清洗的，即等離子體清洗與塗膜沉積是在一條連續的生產線上進行的，從而避（bì）免了暴露（lù）在（zài）大氣環境中（zhōng）而（ér）造成的二次汙染。目前已在ITO膜透明導電玻璃連續生產線上投入實際應用。

實踐證明用等離子（zǐ）體清洗去除各種玻璃表麵上殘留的（de）水滴（dī）有（yǒu）很（hěn）好的效果。這（zhè）種情況下使用的是不活潑的氣體，如歳（suì）氣、氮氣等。其中氨氣的相（xiàng）對密度比氮氣（qì）大，化學性質也更不活潑。不活潑氣體用（yòng）於等離子體清洗，它的物理作用比較突出，特別是對玻璃和金屬表麵微量吸著的殘留水膜和有機汙垢的去除很有效。在用等離子體清洗過（guò）程中存在這樣的規律：真空（kōng）室的真空度越高，使用的高頻電壓越高，清洗（xǐ）效（xiào）果越好，產生的廢物氣體越易被排除，也有利（lì）於防止（zhǐ）清洗對象被二次汙染。

4.等離子體清洗的其他應用

（1）金屬材料表麵（miàn）的除油處（chù）理

利用等離子體的特殊化學（xué）反應性能使油脂（zhī）分解（jiě）並最終汽化的除油方法在理論上可（kě）看成（chéng）是一種精密除油法（fǎ）。由於它可以將使用濕法清洗或超聲（shēng）波清洗時很難（nán）觸及的狹（xiá）縫（féng）和孔洞深處的油汙清洗幹（gàn）淨。因此它比通常采用濕法清洗時的除油率更高。等離子體清洗除油可（kě）應（yīng）用於要求高度除油的觸點元件等電子部件的最終清（qīng）洗、金屬密（mì）封墊粘合橡膠前（qián）的除油清洗、各種工具進行離子噴鍍前的精（jīng）密清洗、在不同種類的金屬粘合前（qián）的去（qù）油及表（biǎo）麵活化處理等（děng）、在減震器製造過程中如果先用等離（lí）子（zǐ）體進（jìn）行除油處（chù）理再進行噴（pēn）水拋光，就可避免（miǎn）圓珠拋光材料被油汙染。

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

在用（yòng）等離子體對氧化敏感的冷軋工具鋼、銅（tóng）合金及銀合金等清洗時，應注意不要使用氧氣等活（huó）潑氣體的等離子體，並釆取措施防止金屬因溫度升高和與外界空氣接觸而造成氧化（huà）。

（2）在隱形眼鏡清洗中的（de）應（yīng）用

如目前使用的隱形眼（yǎn）鏡是（shì）用有機玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯〉製成的，它具有折射率高（gāo）、硬度合適、生物親和性好等優點，但它存在（zài）親水性（xìng）差（chà）的缺點，長（zhǎng）期佩帶會造成眼睛不適，另外它對氧（yǎng）氣的通透性較差，易造（zào）成佩帶時引起眼睛發炎等問題（tí）。研究發現使用等離子體（tǐ）清洗技術不僅可（kě）以去除隱形眼鏡表麵的汙垢，而且利用乙烘（hōng）、氮氣、和水（shuǐ）形成的等離子體聚（jù）合物鍍在隱形眼（yǎn）鏡的表麵形成一個薄膜可以改善它的（de）親水性、保濕性和透（tòu）氣性。用等（děng）離子體清洗不僅可將（jiāng）隱形眼鏡上的各種（zhǒng）汙垢清除幹淨，而且具有對（duì）材料本身性能影響小，可在較長一段時（shí）間裏有效減少被汙染可能性的優點。

使用等（děng）離子體清洗時應注意的問（wèn）題

任（rèn）何事物（wù）都具（jù）有兩（liǎng）重性，同樣在了解等離子體清洗技術的優點的同時，還應了（le）解它的不足（zú），及使用中存在的問題（tí）。等離子體清洗在應用中確實存在一些製約因素，主（zhǔ）要表現在以下幾點：

（1）不能用這種方法除去（qù）物體表麵的切削（xuē）粉末，這點在（zài）清洗金（jīn）屬表麵（miàn）油垢時表現尤為明顯。

（2）實踐證明不能用它清除很厚的油（yóu）垢，雖然（rán）用等離子體清洗少量附著在物體（tǐ）表麵的油垢有很好的效果，但對厚油垢的清除效果往往不佳。一方麵用它清除（chú）厚（hòu）油（yóu）膜，必須延長處理時間，使清洗的成本（běn）大大（dà）提高。另一方麵有可能是它在與厚油垢相互接觸的過程中，引發了油汙分子結構中（zhōng）的不飽和鍵發生了聚合、偶聯（lián）等複雜反應而形成較堅硬的樹（shù）脂化立體網狀結構有關。一直形成這類樹脂膜它將很難被清除。因（yīn）此通常隻（zhī）用等離子體清洗厚度在幾個微（wēi）米以下的油汙。

（3）在應用過程中還（hái）發現不能用等離子體清洗很好地除去物體（tǐ）表麵粘附的指紋，而（ér）指紋是玻璃（lí）光學元件上常出現的一（yī）種汙（wū）染物。等離子體清洗也（yě）不是完全不能（néng）用於除去（qù）指紋，但這需要延長處（chù）理時間，這時（shí）又不得不考慮到它會對基材的性能造成（chéng）不良的影響。所以還需要采（cǎi）用其他清洗措施進行預處理相配合。結果使清洗工藝過程複雜化。

（4）由（yóu）於等（děng）離子體清洗過程需要進行真空處理，而且一般為在線或批量生產，因此在把等離子體清（qīng）洗裝置引進（jìn）生（shēng）產線時，必（bì）須考慮到被清洗工件的貯存與移送的問題。特別是當（dāng）被處理工件體積（jī）較大，數量較多時更應考慮到這個問題。

綜上所述可知：等離（lí）子體清洗技術適用於（yú）對物體表麵的（de）油（yóu）、水（shuǐ）及微粒等輕度汙垢進行清洗，而且利於“速戰速決”的（de）在線或批量清洗。