離子轟擊清洗的基本原理

離子轟擊清洗工藝就是利用氣體放電原理,將工件放置在氣體放電形成的等離子體中,通過放電粒子對工件表面進行轟擊。氣體等離子中包含的正離子、負離子、中性粒子、自由電子、光子和自由基等粒子,通過控制氣體放電過程使等離子體轟擊工件,可以消除表面附著的一些低分子物質,使其被電離、離解或解吸;同時其中一些高能載荷粒子所具有的豐富化學活性可以引起表面的物理形貌和化學結構的變化,使工件得到表面刻蝕和活化作用。

顯然,離子轟擊清洗工藝完全不同于液體清洗,是一種比較理想的“干式清洗”處理過程,具有明顯的綠色環保工藝技術特點??梢詫饘?、塑料、玻璃等材料表面進行除油、活化、清洗處理,在薄膜沉積、半導體、紡織、精密機械等領域得到了較好的應用。在鍍膜前通過離子轟擊工件,其轟擊能量可傳遞給基底的晶格原子,使晶格結構遭到破壞,增加工件表面的微觀粗糙度,使基底的表面原子徹底裸露,提高原子的極化率,縮小了薄膜原子與基底表面原子的間距,同時增加薄膜與表面的接觸面積,有利于提高機械鎖緊力,從而極大地改善薄膜與基底間的附著力。

氣體放電理論

氣體放電現象既可以發生在低氣壓狀態,也可以發生在大氣壓或較高氣壓狀態環境 下,但是壓力越高氣體放電越困難,需要更高的激發電壓或特殊的放電環境;如大氣壓 的電弧放電、火花放電、介質阻擋放電等等。在真空環境中,當引入的高壓電場加載在一定氣 壓范圍內的氣體上時,產生氣體放電現象。氣體分子和電子碰撞電離是氣體放電產生的 主導因素,自由電子被外電場加速,電子與氣體分子、原子發生碰撞、能量轉移,產生 激發或電離,向高能態躍遷。

氣體發生放電的類型和方式較多,常見的有電暈放電、輝光放電、火花放電、電弧 放電等放電現象,這些放電現象在不同的條件下可以發生相互轉換。在一定電壓的電場 作用下,放電氣體產生的帶電粒子作定向運動,生成放電電流。

氣體放電等離子體中的活性粒子與材料發生反應生成揮發性氣體被真空泵抽走便是離子轟擊清洗的主要原理。